Controllore AC
In questa pagina ti viene presentato il controllore AC, sviluppato da SCA CONTROL per controllare in maniera ottimale i tuoi processi (industriali e non). Nello specifico, vengono messi in luce gli aspetti che lo rendono migliore rispetto al classico controllore PID. Per ulteriori informazioni, non esitare a contattarmi.
​> Introduzione
Il controllore PID è il sistema di controllo di gran lunga più comune nell'industria. Le ragioni sono le seguenti:
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ha una struttura concettualmente semplice
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è in grado di gestire una vasta gamma di sistemi dinamici con prestazioni accettabili in termini di risposta in regime stazionario e transitorio
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è facilmente traducibile in algoritmi per controllori digitali
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è robusto rispetto a molti cambiamenti nei parametri del sistema
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i suoi parametri sono semplici da tarare
Presentazione del controllore AC (ex Algebraic controller) durante un Talk presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (Padova).
Tuttavia, per via della sua semplicità e del suo utilizzo sempre più diffuso nel contesto del controllo digitale (rispetto al controllo continuo), in alcuni casi può presentare dei punti di debolezza che portano a un controllo non ottimale (eccessiva sollecitazione dell'attuatore, eccessivo consumo dell'azione di controllo...) o alla difficoltà di controllare particolari processi (ad esempio processi con lunghi "tempi morti"). Queste problematiche sono spesso affrontate inserendo il PID in architetture di controllo più complesse, ma a loro volta presentano dei potenziali svantaggi (maggiori complessità di progettazione, difficoltà di "tuning", carico computazionale, sensibilità agli errori di modellazione...).
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> Confronto con il PID (base)
SCA CONTROL ha sviluppato un controllore digitale, il controllore AC ("Algebraic-Control"), strutturalmente più complesso del PID, ma che riesce a garantire comunque le caratteristiche di spicco del PID. Inoltre, il maggior numero di gradi di libertà fornisce dei vantaggi per il controllo di processi industriali (e non).
Numerose prove di confronto tra il controllore PID e il controllore AC sono state eseguite. Tali test dimostrano, in generale, la generazione di una miglior azione di controllo da parte dell'AC, vale a dire che:
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a parità di architettura, nei transitori il controllore AC genera un'azione di controllo più regolare
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a parità di rumore in uscita, il PID genera un'azione di controllo più rumorosa
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un'azione di controllo più rumorosa implica un consumo maggiore
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il controllore AC è in grado di controllare processi con lunghi "tempi morti" e "lag"
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il controllore AC è migliore con una frequenza operativa minore (utile per ridurre lo sforzo computazionale)
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il controllore AC è meno incline alla saturazione dell'attuatore.​​
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Oltre a queste caratteristiche legate alla legge di controllo, SCA CONTROL ti permette di impostare il controllore attraverso la scelta di parametri user-friendly, ad esempio:
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l'"aggressività" del controllore, per scegliere un controllo più prestazionale o più economico dal punto di vista energetico
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la "qualità" del controllore, per scegliere un controllo più o meno preciso nei transitori del riferimento
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la "fluidità" dei segnali elaborati dal controllore, che è legata alla frequenza operativa e quindi incide sullo sforzo computazionale
Confronto tra controllore PID e AC: a parità di "aggressività", "qualità", "fluidità" e rumore in uscita, l'azione di controllo generata dal PID è più rumorosa e presenta un picco iniziale nel transitorio. Questo si traduce in una maggior sollecitazione dell'attuatore e a un maggior consumo.
> Confronto con il PID (avanzato)
Per fare una comparazione significativa tra il controllore AC e il controllore PID, è utile eseguire test per diverse combinazioni di parametri del controllore, vale a dire "aggressività", "qualità", "fluidità". Tali parametri user-friendly, a livello di design del controllore, sono legati rispettivamente al tempo di assestamento della risposta a gradino, della sovra-oscillazione della medesima, e della relazione tra la dinamica del processo e della frequenza operativa (o frequenza di campionamento).
Di seguito, SCA CONTROL ti mette a disposizione una serie di guide per un confronto più approfondito tra il controllore AC e il controllore PID:
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completa definizione di tutti i parametri considerati:
- IT: preliminari
- EN: preliminaries
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confronto della robustezza dei controllori al rumore in uscita:
- IT: analisi_rumore
- EN: noise_analysis
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consumo richiesto dai controllori:
- IT: analisi_consumo
- EN: consumption_analysis​​
Confronto tra la robustezza al rumore in uscita del controllore PID e quella del controllore AC: a parità di specifiche, il guadagno del rumore del PID è maggiore rispetto a quello dell'AC, quindi il PID risulta meno robusto.
Confronto tra il consumo del controllore PID e AC, analizzando l'energia dell'azione di controllo: a parità di specifiche, il consumo del PID è maggiore rispetto a quello dell'AC.