Ensinando Métodos de Discretização para Projeto de Sistemas de Controle: Comparação de Controladores PID em Sistemas Embarcados

Diversas abordagens tem sido exploradas para ensinar os principais metodos de discretizacao de sistemas continuos. Uma alternativa interessante para ensinar estes metodos pode ser realizada atraves do projeto de controladores Proporcional-Integral-Derivativos (PID). Esta investigacao propoe uma analise comparativa de diferentes formas discretas do controlador PID. Inicialmente, sao apresentados os aspectos teoricos dos metodos de discretizacao e das estruturas tipicas do controlador PID na sua forma paralela e com o elemento derivativo na realimentacao (PI-D). Posteriormente, foram realizadas simulacoes dos controladores digitais e suas diferentes implementacoes. Finalmente, os algoritmos discretos de PID foram embarcados em uma plataforma contendo um microcontrolador ARM® Cortex®-M4 de baixo custo. Os resultados indicam importantes ganhos educacionais demonstrando que o controlador em tempo real PI-D discretizado utilizando aproximacao retangular para a frente para o termo integrativo e a regra retangular para tras para o termo derivado representa o melhor compromisso entre custo computacional e estabilidade.