Trabajo 3

TERCER TRABAJO INSTRUMENTACION Y CONTROL Valor: 25%

Fecha límite de entrega: Miercoles 30 de Septiembre de 2009 Asesorias: Miércoles-Viernes: 8-10 a.m. Laboratorio Energía Alternativa. Correo: [email protected] 1. [0.35] ¿Qué es un controlador? 2. [0.35] ¿Qué es un controlador PID? 3. [0.35] ¿Qué diferencia existe entre un controlador proporcional, proporcionalintegral y proporcional-integral-derivativo? 4. [0.35] ¿Qué función cumple la componente derivativa de un controlador PID? 5. [1.5] Realice el siguiente diagrama de bloques en simulink, y sintonice manualmente o con la ayuda de la herramienta Control Design de simulink o alguna similar, un controlador PI y un controlador PID, donde la respuesta del sistema presente las siguientes características: Para el PI: • Set Point: 1 • Tiempo de estabilización <150 • Sobreimpulso máximo <25%

Para el PID: • Set Point: 1 • Tiempo de estabilización <100 • Sobreimpulso máximo <10%

Figura 1. Diagrama de bloques de un sistema de control de posición de una aeronave 6. [1.5] Sea el intercambiador de la figura. El objetivo que se persigue es calentar una corriente de proceso (a temperatura Te) mediante vapor que condensa en el lado de la carcasa del equipo. La temperatura de salida, T, se controla actuando sobre la válvula que regula el caudal de vapor al intercambiador. La función de transferencia que relaciona la temperatura de salida T(s) con la apertura de la válvula V(s) esta dada por: G p (s) =

  1.813 ºC T (s) =  3 2 V ( s ) 0.0006s + 0.0446s + 0.532s + 1  % Apertura 

Figura 2. Intercambiador de calor

a. Utilizando matlab o simulink, determine la respuesta del sistema en lazo abierto ante la entrada de un escalón unitario, y siguiendo el método de sintonización de controladores de Ziegler Nichols mediante la respuesta al escalón unitario, determine los valores de las ganancias de los controladores P, PI y PID para este sistema. b. Realice el siguiente diagrama de bloques en simulink y con los parámetros obtenidos en el numeral anterior simule la respuesta del sistema con cada uno de los controladores obtenidos: Nota: Recuerde que en simulink Ki=1/Ti y Kd=Td

Figura 3. Diagrama de bloques del lazo cerrado del control de temperatura a la salida de un intercambiador. 7. [0.6]Introducción, conclusiones y bibliografía