Modelado tanque control digital
Enviado por Jennifer Paola Sanchez • 4 de Marzo de 2023 • Informes • 1.242 Palabras (5 Páginas) • 126 Visitas
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Rango de operación | 0.2 m a 0.8 m |
A partir del trabajo “Setiawan, I. R. (2018). Characterization of Simulator for Water Level Control in the Tank-Single Loop. International journal of engineering and techniques, 4(1), 117-126.”, desarrolle y sustente los siguientes tópicos.
- Descripción del proceso: Funcionamiento, variable manipulada, variable controlada, driver, actuador, controlador, señal de control, señal del sensor, punto de operación, rango de operación. Construir un diagrama de bloques del sistema.
DIAGRAMA DE BLOQUES.
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PORCENTAJE DE LA GUÍA: 15 % del primer corte | FECHA: 10 de septiembre de 2020 |
RESULTADOS DE APRENDIZAJE EVALUADOS | |
|
- Formular la ecuación diferencial que describe la dinámica como un proceso SISO.
[pic 8]
- Desarrollo matemático del proceso de linealización alrededor de un punto de operación (𝑞𝑖𝑛, ℎ𝑆𝑆).
𝑑ℎ
𝐴[pic 9]
𝑑𝑡[pic 10]
= 𝑞𝑖𝑛 − 𝑞𝑜𝑢𝑡
𝑑ℎ[pic 11]
𝐴 𝑑𝑡 = 𝑞𝑖𝑛 − 𝑎√2𝑔ℎ[pic 12][pic 13]
Punto de equilibrio
𝑞𝑖𝑛 = 𝑞𝑜𝑢𝑡
[pic 14]
𝑞𝑖𝑛 = 𝑎√2𝑔ℎ𝑠𝑠[pic 15][pic 16]
ℎ(𝑠)(𝑠 + 𝑎√2𝑔 ) = 𝑞𝑖𝑛(𝑠)[pic 17]
[pic 18]
ENDER GUALDRON
𝑞𝑖𝑛𝑠𝑠 2
ℎ𝑠𝑠 = ( )[pic 19]
𝑎√2𝑔
2𝐴√ℎ𝑠𝑠 𝐴
𝑞𝑖𝑛𝑠𝑠 ℎ𝑠𝑠 = 𝑎22𝑔[pic 20]
linealización
𝑑ℎ
𝐴 = 𝑞𝑖𝑛 − 𝑎√2𝑔ℎ[pic 21]
𝑑𝑡[pic 22]
ℎ = 𝛿ℎ + ℎ𝑠𝑠
𝛿ℎ = ℎ − ℎ𝑠𝑠
- Construir un diagrama de bloques que represente la dinámica del sistema para cualquier punto de operación.
𝑓(𝑞𝑖𝑛, ℎ) = 𝐴
𝑑ℎ
[pic 23]
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Funcionamiento | El sistema es el control de nivel de agua en un tanque de flujo por gravedad, el cual consta de actuadores como válvulas y sensores de flujo y presión que garantizan el correcto funcionamiento, centralizados en un controlador PID |
Variable manipulada | Flujo |
Variable controlada | Nivel de agua |
Driver | Entradas y salidas de control |
Actuador | Válvula controlada |
controlador | PID |
Señal del control | Corriente 4 -20 mA |
Señal del sensor | Corriente 4 - 20mA |
Punto de operación |
𝑑𝑡
[pic 25]
𝑎√2𝑔[pic 26]
𝑓(𝑞𝑖𝑛, ℎ) ≈ 𝑞𝑖𝑛𝑠𝑠 − 𝑎√2𝑔ℎ𝑠𝑠 + 𝛿𝑞𝑖𝑛 − ∗ 𝛿ℎ[pic 27]
2√ℎ𝑠𝑠
- Comprobar el funcionamiento del diagrama de bloques en el entorno de Simulink de Matlab®.
[pic 28]
𝑑ℎ 𝑎√2𝑔
𝑓(𝑞𝑖𝑛, ℎ) ≈ 𝐴 𝑑𝑡 |(𝑞𝑖𝑛𝑠𝑠,ℎ𝑠𝑠) + 𝛿𝑞𝑖𝑛 − 2√ℎ𝑠𝑠 ∗ 𝛿ℎ[pic 29][pic 30][pic 31][pic 32]
[pic 33]
𝛿ℎ = 𝛿𝑞𝑖𝑛 − 𝑎√2𝑔
∗ 𝛿ℎ
𝑑𝑡[pic 34][pic 35][pic 36]
𝐴 2𝐴√ℎ𝑠𝑠
- Función de transferencia y parámetros de la planta para representar de la función de transferencia.[pic 37]
[pic 38]
𝛿ℎ = 𝛿𝑞𝑖𝑛 − 𝑎√2𝑔
∗ 𝛿ℎ
𝑑𝑡[pic 39][pic 40][pic 41][pic 42]
𝐴 2𝐴√ℎ𝑠𝑠
- Fijar un punto de referencia de acuerdo con el paper y realizar un proceso de identificación a partir de datos generados en Simulink de Matlab® y la herramienta “systemIdentification". Seleccionar el modelo con el mejor Best Fits y estructura más simple posible.[pic 43][pic 44][pic 45]
Fijando el punto de referencia correspondiente, obtenemos lo siguiente
Exportando al Wokspace obtenemos la siguiente función de transferencia.[pic 46][pic 47]
Ahora realizamos el modelamiento para obtener de esta manera el mejor Best Fit.[pic 48][pic 49]
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