Instrumentación De Un Tanque De Agua

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO

Facultad de Ingeniería Eléctrica
“Electrónica”

LABORATORIO DE ANALÓGICO 2

REPORTE
"Diseño y prueba de las etapas de acondicionamiento de señal para el control proporcional en un sistema de nivel de líquido"

Profesor: Ing. Luis Alberto Torres Salomao Alumno: Luis Daniel Hernández Martínez Matrícula: 0491472k Grupo: 603-01

MoreliaMich. 24 Abril del 2012

INTRODUCCIÓN

Sabemos que existen dos alternativas para obtener el modelo de comportamiento dinámico de un sistema, una es obteniendo las ecs. dif. solo que encontramos un inconveniente en esta alternativa ya que hay muchos factores que intervienen en el sistema y resulta ser una tarea complicada. La segunda alternativa, la conocemos como la identificación queconsiste en la obtención del modelo a partir de los datos experimentales de comportamiento del mismo sistema. Su ventaja es que no hay que ser eminencias en la obtención de los datos que intervienen en el comportamiento del sistema, y considerando los resultados, éstos se pueden ajustar de forma precisa al comportamiento del sistema real. Para realizar la identificación de un sistema vamos a analizar surespuesta en lazo abierto frente a una entrada del tipo escalón. Y nos basaremos en el modelo físico del cual se obtendrá su modelo matemático como se muestra a continuación: En lazo abierto, el sistema se puede representar como:

Y la Función de Transferencia queda de la siguiente manera:

Donde:

K: Es la constante de la bomba. R: Es la resistencia del tanque C: Es la capacitancia deltanque.

Pero además debemos comprobar la linealidad del sistema, es decir, comprobaremos si con escalones de entrada de diferentes magnitudes, se obtendrán las mismas funciones de transferencia. Con esto vamos a obtener la función de transferencia para diferentes escalones de entrada. A partir de las respuestas obtenidas debemos elegir una función de transferencia que sea un comportamiento entretodas ellas.

DESARROLLO En la primer etapa del proyecto lo que analizamos que con diferentes entradas de tipo escalón (diferentes magnitudes de voltaje de la bomba), íbamos a alcanzar una altura a determinado tiempo cuidando que el nivel del liquido. La respuesta sobre amortiguada ante una entrada escalón correspondiente a sistemas de primer orden está representada por la función detransferencia siguiente:

De manera analítica obtuvimos que: K= 15 cm Tee= 940.12 s
15

, Al momento de similar en Matlab, nos arrojó la siguiente gráfica:
Step Response

10

5

>>%%--Luis Daniel Hdez Mtz--%% >>%%-Matricula: 0491472k--%% >> num=[16.04]; >> den=[39 1]; >> G=tf(num,den); >> step(G) >> num=[15]; >> den=[188.024 1]; >> G=tf(num,den); >> step(G); >> grid on

Amplitude

0

0200

400

600 Time (sec)

800

1000

1200

Tiempo (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

h1 a 6 V 2 5 6.9 8.7 10.1 11.2 12.3 13.1 13.6 14 14.1 14.1 14.1

h2 a 7 V 2 7 10.8 13.7 16 17.8 19 20.2 20.8 21.3 21.4 21.7 21.9

h3 a 8 V 2 7 10.8 13.7 17.8 19 20.2 20.8 21.3 21.4 21.7 21.9 21.9

RESTADOR En este punto se restan la entrada de referencia y el valor de la altura en éldepósito, con lo que obtenemos una diferencia o error que nos indica el líquido faltante o sobrante en el depósito. Como nosotros sabemos ahora, los sistemas de control realimentados se denominan también sistemas de control de lazo cerrado. En la práctica, los términos control realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente.

En un sistema de control en lazo cerrado, se alimenta alcontrolador la señal de error de actuación, que es la diferencia entre la señal de entrada y la salida de realimentación

(que puede ser la señal de salida misma o una función de la señal de salida y sus derivadas o/y integrales) a fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor conveniente. El término control en lazo cerrado siempre implica el uso de una acción de control...