Prepractica Control Tanque

7/25/2019 Prepractica Control Tanque

http://slidepdf.com/reader/full/prepractica-control-tanque 1/12

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACION

LABORATORIO DE CONTROL

PRE-PRÁCTICA

TÍTULO:

CONTROL DEL NIVEL DE UN TANQUE

ESTUDIANTE:

LUIS MALUSIN

FECHA:

17-08-2015



Control de Nivel de un Tanque

Para el modelo matemático de un tanque representado con las siguientes ecuaciones:

= 250 100

400 ℎ =

= 40√ℎ

Donde:

es el caudal de entrada al tanque en [3/s]

es el caudal de salida del tanque en [3/s]

es el voltaje de control del variador de frecuencia [V]

H es el nivel del agua en el tanque [cm]

a)

Calcular el punto de operación de las variables del sistema sabiendo que el nivel de

agua de operación es de 16[cm].

= 40 ℎ

= 40√ 16 = 160

0 =

= = 160

= 250 100

= 1.04

b) Linealice el sistema alrededor del punto de operación anterior

Sabemos que la ecuación tendrá una forma similar a:

ℎ ̇ = ℎ

Para obtener

derivamos

̇

:



ℎ ̇ = 250

400 = = 58

Para obtener derivamos ̇ :

ℎ ̇ℎ = (ℎ)−

10(2) = = 0.0125

Por ultimo mi ecuación lineal queda de la siguiente forma:

ℎ = 0.625 0.0125 ℎ

c) Obtenga la función de transferencia del sistema donde la salida es el nivel del

agua del tanque

Nuestra función de transferencia seria:

ℎ

= 5080 + 1

d)

Construya un modelo en Simulink que represente el sistema no lineal tomando en

cuenta los valores minimos que pueden tomar las variables del sistema y

e)

Simule la función de transferencia obtenida al aplicarle una entrada escalon de

magnitud 0.05.



Se grafican función no lineal y la lineal atravez de un mux que va a un solo scope.

f) Compare las repuestas del sistema linealizado con la del sistema no lineal alrededor

del punto de operación.



Las graficas empiezan con un retardo de 800s y se comportan como una grafica de primer

orden

g) Usando la herramienta sisotool desarrolle un controlador PI para la función de

transferencia encontrada:



Para los valores de dados de sobrenivel porcentual y tiempo de estabilización se crea

la grafica de raíz.



h) Simule el comportamiento del controlador obtenido en el literal en simulink usando el

modelo no lineal.

Con el aumento del controlador ahora poseemos un lazo cerrado para el cual

colocamos el punto de operación de h en la entrada además de agregar el punto de

operación del voltaje antes de la planta para asi dicha variable actue alrededor de su

punto de operacion



Se presenta esta grafica la cual es muy similar a la encontrada por sisotool.

Conclusiones:

-

El sistema de tanque arroja una respuesta de segundo orden con el uso de un

controlador tipo PI ante una entrada tipo paso.

-

En la función de transferencia notamos que es un sistema de tipo 0.

-

Se crea un controlador tipo PI para que tenga una mejor estabilidad y que su error de

estado estacionario sea del 0%



ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACION

LABORATORIO DE CONTROL

PRE-PRÁCTICA

TÍTULO:

CONTROL DEL NIVEL DE UN TANQUE

ESTUDIANTE:

LUIS MALUSIN

FECHA:

17-08-2015



Motor

Usando sisotool diseñe un PID para la función:

Variamos las constantes del controlador para asi obtener la grafica deseada para las condicions

dadas por el problema.



Conclusiones:

-Desarrollamos un controlador PID con el propósito de tener una respuesta de error de estado

estacionario de 0

- El PID ofrece además mantener el error al minimo corrigiéndolo a la misma velocidad que se

produce.



- En la grafica de respuesta de entrada paso se ve la estabilidad de la función.

- En la grafica de raíces se ve el cruce por el eje imaginario y el hecho que la función posee

polos complejos.

Documents

Prepractica Control Tanque