brean león rodríguez diego ochoa moreno “identificación y diseño del controlador para un...
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- Diapositiva 1
- Brean Len Rodrguez Diego Ochoa Moreno Identificacin y diseo del controlador para un sistema de control de temperatura de agua en un tanque
- Diapositiva 2
- Objetivos Disear y Construir un prototipo que represente a un sistema de control de temperatura de agua en un tanque. Realizar la identificacin a travs de los mtodos paramtricos. Disear el controlador que cumpla con los requerimientos que se desee.
- Diapositiva 3
- Identificacin de sistemas Se trata de un mtodo experimental que permite obtener el modelo de un sistema a partir de datos reales.
- Diapositiva 4
- Proceso de identificacin Obtencin de datos de entrada salida Tratamiento previo de los datos Eleccin de la estructura del modelo Obtencin de los parmetros del modelo Validacin del modelo
- Diapositiva 5
- Mtodos de identificacin Mtodos no Paramtricos Mtodos Paramtricos
- Diapositiva 6
- Mtodos no Paramtricos La identificacin no paramtrica se lo realiza en el dominio del tiempo o en el dominio de la frecuencia. Entre los principales tenemos: Anlisis de respuesta transitoria Anlisis en el dominio de la frecuencia Anlisis de correlacin
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- Mtodos Paramtricos Estn descritos mediante una estructura y un numero finito de parmetros que relacionan las seales de inters del sistema.
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- Aplicacin del Sistema Industrias de Elaboracin de chocolate: Temperado del chocolate
- Diapositiva 9
- Componentes del prototipo Tanque de almacenamiento Bomba Intercambiador de calor Dispositivo de enfriamiento Sensor de temperatura Resistencia elctrica
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- Diagrama del prototipo
- Diapositiva 11
- Sistema Real
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- Circuito electrnicos Circuito de control Circuito de Fuerza
- Diapositiva 13
- Circuito de control
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- Diapositiva 15
- Diapositiva 16
- Diapositiva 17
- Diapositiva 18
- Circuito de fuerza
- Diapositiva 19
- Diapositiva 20
- DISEO DE LA SEAL DE ENTRADA
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- Obtencin del tao dominante
- Diapositiva 22
- Para obtener el valor de paso se realiza lo siguiente: Para la obtencin del tao, se debe obtener el 63% del valor paso Tpaso se le debe sumar la temperatura inicial. Para este valor de temperatura de la grfica se obtiene el respectivo tiempo
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- Tiempo muerto Una vez determinados todos estos par metros se puede calcular el tao dominante mediante la siguiente expresi n:
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- Obtencin del tiempo de muestreo El tiempo de muestreo viene dado por la siguiente expresin: Segn el teorema de Nyquist Para y expresando la frecuencia en radianes
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- El ancho de banda del sistema De tal manera se puede encontrar el lmite para el tiempo de muestreo Como resultado tenemos:
- Diapositiva 26
- El diseo de la seal de entrada (seal PRBS), es realizado con el programa Input Design Gui, aplicacin realizada en Matlab por Daniel E. Rivera y Martin W. Braun
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- Diapositiva 28
- Diapositiva 29
- Anlisis de correlacin
- Diapositiva 30
- Seal de entrada
- Diapositiva 31
- Proceso de Identificacin
- Diapositiva 32
- Seal de salida - entrada
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- Para elegir el mejor mtodo de parametrizacin de la planta se tomar en cuenta los siguientes criterios: Modelo de Salida Anlisis residual Respuesta del modelo Parsimonia
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- Modelo ARX Esta dado por la siguiente ecuacin:
- Diapositiva 36
- Diapositiva 37
- Modelo arx121
- Diapositiva 38
- Anlisis residual modelo arx121
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- Respuesta modelo arx121
- Diapositiva 40
- Tabla de anlisis de los modelos
- Diapositiva 41
- Funcin de transferencia A(q) = 1 - 0.9662 q^-1 B(q) = -0.1728 q^-1 - 0.234 q^-2
- Diapositiva 42
- Funcin de transferencia
- Diapositiva 43
- Simulacin de la funcin de transferencia
- Diapositiva 44
- Diapositiva 45
- Diseo del controlador
- Diapositiva 46
- A continuacin se muestra un diseo bsico de un sistema en lazo cerrado usando un controlador.
- Diapositiva 47
- OBJETIVO DEL CONTROLADOR A DISEAR El control que se diseara deber mantener una temperatura constante del agua a 35 grados aproximadamente. el tiempo de estabilizacin deseado debe ser aproximadamente la mitad del tiempo de estabilizacin en lazo abierto. El sobre nivel porcentual no debe ser mayor al 8%.
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- Sisotool
- Diapositiva 49
- Lugar geomtrico de las races
- Diapositiva 50
- Respuesta del controlador
- Diapositiva 51
- Funcin de transferencia del controlador Se obtiene la funcin de transferencia del controlador.
- Diapositiva 52
- Validacin del controlador
- Diapositiva 53
- Diapositiva 54
- CONCLUSIONES Es muy importante disear la seal de entrada, ya que con ella se realiza el proceso de la identificacin. Otro punto a considerar es el tiempo de muestreo, ya que si se tiene un tiempo de muestreo muy lento hace perder la efectividad de los sistemas de control y si el tiempo de muestreo es muy rpido se obtendrn demasiados datos innecesarios.
- Diapositiva 55
- CONCLUSIONES Para el diseo del controlador se utiliz la aplicacin sisotool de matlab, la cual nos permite analizar la respuesta del sistema a travs del lugar geomtrico de las races, aqu se decide en cuanto tiempo quiere que se estabilice el sistema y cuanto sea el porcentaje de sobre nivel. Finalmente se observ que el controlador cumple con lo deseado.
- Diapositiva 56
- RECOMENDACIONES Si se requiere tener una mayor precisin en la lectura de la temperatura se recomienda usar una pt100 debido a que este tipo de sensor es ms preciso, tambin hacer uso de algn transductor. En cambio s se necesita que el proceso sea un poco ms rpido se podra aumentar la potencia de la resistencia calefactora.
- Diapositiva 57
- RECOMENDACIONES Se recomienda al momento de disear la seal de entrada realizar varias pruebas, para de esta manera poder comparar las pruebas y tomar una decisin ms apropiada. Tambin realizar el anlisis de correlacin o cra correspondiente.
- Diapositiva 58
- RECOMENDACIONES No solo evaluar el porcentaje de error, sino tambin tener en cuenta el anlisis residual, la respuesta al modelo ya que pueden que estos valores no sean correctos y esto podra causar problemas al momento de disear el controlador.
- Diapositiva 59
- GRACIAS
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