Estudo comparativo de um controlador PID de ordem fracionária com um controlador PID convencional

Abstract

O cálculo fracionário vem sendo cada vez mais aplicado a sistemas de controle, porém devido ao alto grau de complexidade envolvida e à falta de ferramentas estabelecidas e de métodos de sintonia, poucos são os experimentos práticos realizados. Este trabalho apresenta um estudo comparativo de desempenho entre um controlador PID convencional e um controlador de ordem fracionária PIλDμ, onde são analisados aspectos de tempo de resposta, sobressinal e erro do controlador. Para o desenvolvimento e simulação dos sistemas de controle é utilizado o ambiente LabVIEW e para a implementação do sistema é utilizado o controlador de tempo real, CompactRIO – ambos da National Instruments. Para o experimento, é realizado o controle de posição de um motor CC por meio da planta educacional QET DC Motor da Quanser. A implementação do controlador PIλDμ no LabVIEW é feita de maneira genérica, de forma que permite o uso deste em outros trabalhos como ferramenta de controle. O controlador tem como entradas o sinal de erro, E(s), e os cinco parâmetros do controlador (Kp, Ki, λ, Kd, e μ) e o sinal de saída, U(s).