Cómo comparar ajustes PID sin perder de vista la planta

Fija un caso antes de mover ganancias

Comparar dos ajustes PID exige mantener iguales la planta, la referencia, el tiempo de muestreo y los límites de la orden. Si cambias todo a la vez, una respuesta distinta no te dice qué decisión la provocó.

Para practicar en OhmPlay usa K = 1, τ = 1 s, referencia 1, paso máximo 0.02 s y orden entre 0 y 2. La planta empieza en cero. Son unidades normalizadas y una planta ideal de primer orden, no parámetros listos para copiar a un motor real.

Primero observa el error con P

Pon Ki = Kd = 0. En equilibrio, y = K·u y u = Kp·(r − y). Si no hay saturación, se obtiene y/r = K·Kp/(1 + K·Kp). Esto explica por qué un control proporcional puede estabilizarse por debajo de la referencia sin que la simulación esté fallando.

Ahora compara Kp = 2, Ki = 1 y Kd = 0 durante 20 s. El aporte integral acumula el error y la salida del modelo se aproxima a 1. Anota también la orden u: una salida aparentemente buena puede exigir una orden que tu actuador no podría entregar.

Reconoce qué problema estás viendo

• Respuesta lenta: observa cuánto tarda en acercarse al objetivo y si la orden permanece limitada.
• Oscilación: busca cruces repetidos de la referencia. Compara amplitud y persistencia; un único cruce no describe todo el comportamiento.
• Saturación: la orden queda pegada al máximo o mínimo. Subir Ki no amplía esos límites.
• Error persistente: comprueba si falta acción integral, si el horizonte es corto o si la referencia es físicamente inalcanzable para el modelo.

Prueba referencia 5 con orden máxima 1 y K = 1: la salida estable no puede superar 1. Desactivar la protección de integral permite ver cómo I sigue creciendo sin resolver esa limitación. La protección bloquea integración cuando empujaría más contra el límite.

El término D de OhmPlay actúa sobre la medida y usa un filtro Tf. Cambia Kd manteniendo Tf fijo y compara la respuesta; no presupongas que más D siempre mejora el resultado. No se simulan ruido, retardo ni perturbaciones, de modo que esta prueba no demuestra robustez de un controlador físico.

Una ficha por comparación

1. Guarda por escrito planta, muestreo, referencia y límites.
2. Cambia solo una ganancia y observa salida, error, orden y saturación.
3. Repite con un paso menor. Un aspecto parecido ayuda a evaluar la resolución de la simulación; no reemplaza un análisis de estabilidad.
4. Explica qué mejora buscas y qué costo aceptas antes de elegir un ajuste.