Definição do Controlador
Nos sistemas de controle, um controlador é um mecanismo que busca minimizar a diferença entre o valor real de um sistema (ou seja, a variável de processo) e o valor desejado do sistema (ou seja, o ponto de ajuste). Os controladores são uma parte fundamental da engenharia de controle e são utilizados em todos os sistemas de controle complexos.
Antes de introduzir vários controladores em detalhes, é essencial conhecer as utilizações dos controladores na teoria dos sistemas de controle. As principais utilizações dos controladores incluem:
Os controladores melhoram a precisão no estado estacionário diminuindo o erro no estado estacionário.
Conforme a precisão no estado estacionário melhora, a estabilidade também melhora.
Os controladores também ajudam a reduzir os desvios indesejados produzidos pelo sistema.
Os controladores podem controlar o sobressinal máximo do sistema.
Os controladores podem ajudar a reduzir os sinais de ruído produzidos pelo sistema.
Os controladores podem ajudar a acelerar a resposta lenta de um sistema superamortecido.
Tipos de Controladores
Existem dois tipos principais de controladores: controladores contínuos e controladores descontínuos.
Nos controladores descontínuos, a variável manipulada muda entre valores discretos. Dependendo de quantos estados diferentes a variável manipulada pode assumir, faz-se uma distinção entre controladores de duas posições, três posições e multi-posições.
Comparados aos controladores contínuos, os controladores descontínuos operam com elementos finais de controle muito simples, comutando.
A principal característica dos controladores contínuos é que a variável controlada (também conhecida como variável manipulada) pode ter qualquer valor dentro da faixa de saída do controlador.
Na teoria dos controladores contínuos, existem três modos básicos nos quais toda a ação de controle ocorre, que são:
Controladores proporcionais.
Controladores integrais.
Controladores derivativos.
Usamos a combinação desses modos para controlar nosso sistema de modo que a variável de processo seja igual ao ponto de ajuste (ou tão próxima quanto possível). Esses três tipos de controladores podem ser combinados em novos controladores:
Controladores proporcionais e integrais (Controlador PI)
Controladores proporcionais e derivativos (Controlador PD)
Controle proporcional integral derivativo (Controlador PID)
