Introduccion al control

NOTAS CONTROL II Hector A. Botero Castro Lina María Gómez Echavarría Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín Facultad de Minas 01/2008

FRT050: en google. www. Control.lth.se/~kursar/

1 INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
1.1.1 ¿Qué es Control Adaptable? Adaptar: cambiar un comportamiento conforme a las nuevas circunstancias. Regulador adaptable: es un regulador que puede modificar sucomportamiento en respuesta a los cambios en las dinámicas del proceso y a las perturbaciones. Se trabajan en dos escalas de tiempo:  Rápida: realimentación  Lenta: actualiza los parámetros del regulador. En el control adaptable se supone que se tiene una realimentación del comportamiento en lazo cerrado. Adaptación

PROCESO

Realimentación Figura 1.1. Esquema General de Control Adaptable1.1.2 Breve historia 1950: Diseño de pilotos automáticos apara aviones con el fin de operar en un amplio rango de velocidades y altitudes. 1960: Métodos en ele espacio de estado. Métodos de identificación de parámetros 1980: Microelectrónica Controles adaptables para uso industrial.

1.1.3 Relación de control adaptable con otras áreas

Sistemas muestreados

Sistemas no lineales

Teoría deestabilidad

Diseño control

de CONTROL ADAPTABLE

Control estocástico Estimación

Control por computador Sistemas lineales Optimización

Figura 1.2. Relación del control adaptable con otras áreas.

1.2 Justificación
¿Por qué el control adaptable? Es importante analizar las circunstancias por las cuales un controlador con parámetros constantes es insuficiente y por tanto puede pensarseen utilizar un control adaptable. Una de las ventajas del controlador adaptable es compensar la variación de los parámetros debido a: actuadotes no lineales, cambios en las condiciones de operación del proceso, perturbaciones no estacionarias actuando sobre el proceso. 1.2.1 Actuadores no lineales Muchos actuadores tienen características no lineales, lo cual origina dificultades a menos de que setomen precauciones. Por ejemplo, las características de las válvulas (ver ojas anexas).

================================================== Ejemplo1. Válvula no lineal Descripción de la planta. Dos tanques en cascada. Pendiente dibujo

Diagrama de Bloques

Regulador Yr +


Válvula U

Proceso V

 1  k 1     s i  

f 

Gos 

Y

-

-1 Figura 1.8 Diagrama debloques de la planta conformada por dos tanques en cascada Modelo matemático

G o s  

s  1

1

3

donde u0

k  0.15 i 1

V  f u   u 4

Yr  0.2 Puntos de operación: Yr  1 Yr  5 Resultados de simulación Con el fin de observar el efecto de la válvula no lineal se simula el efecto que genera en la salida un cambio de 0,1 para los diferentes puntos de operación. Simuladorutilizado valvula_nl.m

Evolución temporal de la presión 0.4

0.2

0 2

0

10

20

30

40

50

60

70

1

0 10

0

10

20

30

40

50

60

70

5

0

0

20

40

60

80

100

120

140

Evolución temporal de la acción de control 1

0.5

0 1.5 1 0.5 0 3 2 1 0

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

3040

50

60

70

0

20

40

60

80

100

120

140

En este caso se debe tener algún mecanismo que elimine o cancele la alinealidad del actuador (esto más adelante se estudiara en el método de ganancias tabuladas). ========================================================

1.2.2 Cambio en la condición de operación Los sistemas que tienen flujos a través de tuberías y tanquesson comunes en el control de procesos. Los flujos por las tuberías se relacionan con las tasas de producción. La dinámica del proceso puede cambiar cuando cambia la tasa de producción y un regulador bien sintonizado para una condición de operación no necesariamente trabaja bien para otra condición. =========================================================== Ejemplo 2 Control de concentración...