¿Qué es un “Control PID” y cómo surgió?

El algoritmo de control PID consiste de tres modos básicos, el proporcional, el integral y el derivativo y cuando se usa esta técnica de control clásico, es necesario decidir cuales modos serán usados (P, I, o D) y especificar los parámetros o ajustes para cada uno de esos modos. Generalmente los algoritmos básicos usados son P, PI o PID, y existiendo una amplia variedad de formas y métodos de ajuste de este esquema de control.

Sin embargo, a medida que se exige una mayor precisión en el sistema, el ajuste de este tipo de control se hace más difícil sobre todo por el ruido y cuando se presentan retardos, además cuando los procesos a controlar son no lineales y el control debiera tener la capacidad de compensar esas no-linealidades, el control PID no tiene la capacidad de responder a esto porque asume relaciones lineales.

El control lógico difuso por su parte surgió en los 60 (del trabajo de Lofti A. Zadeh), como una herramienta para el control de procesos industriales complejos, radicando su importancia en que permite responder a valores intermedios, de variables, pasando de las dos opciones tradicionales de “frío/caliente”, “alto/bajo”, a opciones como “Tibio” y “Medio” por ejemplo, haciendo que los sistemas se acerquen a la forma de trabajar del cerebro humano. Por lo anterior, el diseño de controladores PID basados en lógica difusa, es motivado por la habilidad de estos de capturar estrategias cualitativas de control y ofrecer un comportamiento de control altamente flexible. Con esta forma de control, podremos lograr que los sistemas puedan ajustarse a condiciones cambiantes en ocasiones imposibles de predecir, lógico, dentro de ciertos rangos.

A pesar de contar con casi 60 años de antigüedad, el control Proporcional–Integral–Derivativo (PID) sigue siendo usado ampliamente en aplicaciones industriales, como referencia para estudios de comparación de desempeño contra nuevas estrategias de control, y como área de investigación y desarrollo, ofreciendo una buena alternativa para controlar procesos dinámicos, ofreciendo tiempos de respuesta rápidos y un proceso de ajuste relativamente simple. Por otro lado, el control lógico difuso basado en los trabajos desarrollados por Lofti Zadeh en los 60, también presenta características que lo hacen adecuado para él mismo fin, salvo que es capaz de ofrecer un comportamiento de control altamente flexible y ajustarse a condiciones cambiantes como condiciones de desgaste y cambios ambientales. En este trabajo se trata de mostrar como controladores P, PD, PI y PID debidamente ajustados, pueden ser superados en algunos aspectos por un simple controlador fuzzy tanto en desempeño como en simplicidad.