SWMM - Regras de Controle - Controlador PID

Um Controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo) é um esquema genérico de controle de malha fechada que tenta manter um ponto de ajuste desejado em alguma variável de processo calculando e aplicando uma ação corretiva que ajusta o processo de acordo. No contexto de um sistema de transporte hidráulico, um controlador PID pode ser usado para ajustar a abertura em um orifício fechado para manter uma taxa de fluxo alvo em um conduíte específico ou para ajustar uma bomba de velocidade variável para manter uma profundidade desejada em uma unidade de armazenamento. O controlador PID clássico tem a forma:

Onde:

O desempenho de um controlador PID é determinado pelos valores atribuídos aos coeficientes Kp, Ti e Td.

A saída do controlador m(t) tem o mesmo significado que uma configuração de link usada na cláusula de ação de uma regra, enquanto dt é a etapa de tempo de roteamento do fluxo atual em minutos. Como as configurações do link são valores relativos (em relação à curva operacional padrão de uma bomba ou à altura de abertura total de um orifício ou represa), o erro e(t) usado pelo controlador também é um valor relativo. É definido como a diferença entre o setpoint da variável de controle x* e seu valor no tempo t, x(t), normalizado para o valor do setpoint:

e(t) = (x* - x(t)) / x*

Observe que para controle de ação direta, onde um aumento no ajuste do link causa um aumento na variável controlada, o sinal de Kp deve ser positivo. Para controle de ação reversa, onde a variável controlada diminui conforme o ajuste do link aumenta, o sinal de Kp deve ser negativo. O usuário deve reconhecer se o controle é de ação direta ou reversa e usar o sinal apropriado em Kp de acordo. Por exemplo, ajustar a abertura de um orifício para manter um fluxo a jusante desejado ou o nível de água a jusante é uma ação direta. Ajustá-lo para manter um nível de água a montante é uma ação reversa. Controlar uma bomba para manter um nível de água de poço úmido fixo seria uma ação reversa, enquanto usá-la para manter um fluxo fixo a jusante é uma ação direta.

Veja também: Regras Controles do SWMM