AS2_2025

Automazione e Strumentazione Marzo 2025 Tecnica 79 CONTROLLO Compensare l’errore Essendo uno schema di tipo IMC (Internal Model Control), lo Smith Predictor non fornisce buone prestazioni nella reazione ai disturbi e nel caso di processi integrali non riesce nemmeno a riportare a zero l’errore a regime. È dunque opportuno sottrarre alla variabile di controllo quella che rappresenta una misura del disturbo, ottenibile proprio dalla differenza (opportuna- mente riscalata con un coefficiente inversamente proporzionale al guadagno del processo) tra l’u- scita del modello e la variabile da controllare. È evidente poi che l’efficacia del controllo risulta parecchio influenzata dalla bontà del modello (e in particolare del ritardo), così come accade del resto anche per la taratura dei parametri PID; è pertanto sempre consigliabile ricavarne uno il più preciso possibile. Un esempio pratico Una applicazione reale è quella riportata nella figura 2 , che rappresenta schematicamente un impianto idroelettrico a basso salto motore (circa 11 m) realizzato e funzionante nell’area del Monviso. Per sfruttare appieno il salto resi- duo disponibile, è stata installata una turbina Kaplan ad asse verticale coassiale con un gene- ratore elettrico trifase, connesso poi alla rete locale a 15 kV. Durante la fase di progetto, sulla base dei dati e delle curve di funzionamento forniti dal costruttore della turbina, è stato sviluppato un modello dinamico puntiforme del macchinario, che ha come ingressi il salto motore e il grado di apertura del distributore. Questo ultimo costituisce in effetti la variabile manipolabile attraverso la quale si possono modificare le uscite che sono la potenza gene- rata e la portata del fluido motore. Su tale varia- bile agisce il regolatore di portata (FIC) costi- tuito da un normale algoritmo PI. La difficoltà di regolazione nasce dalla misura di portata q3 che fisicamente si trova, per motivi costruttivi, a notevole distanza dalla turbina, con tempi di trasporto dell’ordine di 75-80 secondi, assoluta- mente non trascurabile rispetto alle altre dina- miche del processo. Le simulazioni effettuate (cfr. figura 3 ) mostrano come l’azione del pre- dittore possa eliminare, a parità di parametri PID, le risposte oscillanti prodotte dal ritardo di trasporto. Figura 2 - Applicazione del controllore con predittore Figura 3 - Andamenti con (a destra) e senza (a sinistra) predittore