Problemas Automatizacion


1.- La figura adjunta nuestra una planta hidráulica formada fundamentalmente por: Un pozo o fuente de agua (para simplificar suponga de capacidad inagotable), una bomba centrifuga con sus correspondientes ductos, un motor eléctrico trifásico en 380 vca, un estanque cilíndrico y una válvula motorizada.
















Datos de la instalación:
* Qnb = 200 lt/s (caudal nominalde la bomba)
* Nnm = 1500 RPM (velocidad nominal del motor)
* D = 1m (diámetro del estanque)
* L = 2m (altura total del estanque)
* Para una columna de agua de 1,2(m) y la válvula abierta al 50%, resulta un caudal de salida de 180(lt/s).
* La velocidad para abrir o cerrar la válvula es proporcional a la señal Vc que excita al sistema electromecánico de accionamiento, provocando unavelocidad de cambio en la conductancia hidráulica del “1(%/s)” respecto del valor alcanzado al 50% de su apertura (conductancia es el inverso de la resistencia).

1. Haga un sistema de control en lazo cerrado con filtro de control todo/nada para que la altura del agua en el estanque permanezca dentro del intervalo “1m a 1,4m”. Se pide:
* Diagrama de bloques generalizado, (sin funcionestransferencias).
* Indicar las características generales del actuador a usar para accionar el motor de la bomba.
* Especificar las características técnicas del o los sistemas de medición a usar.

2.- Implemente un sistema de control en lazo cerrado con filtro de control proporcional para garantizar que el caudal de salida del estanque permanezca constante en 180 lt/s con una variación no mayor al 10%.Se pide:
* Generar el diagrama de bloques correspondiente, incluidas las funciones transferencias.
* Definir las características técnicas del o de los sistemas de medición a emplear.
* El valor de la constante del filtro de control.

OBS.: EL CAUDAL DE SALIDA ES FUNCION DE DOS VARIABLES, (ALTURA DEL AGUA EN EL ESTANQUE Y EL GRADO DE CIERRE EN VÁLVULA MOTORIZADA”



LINEALIZACIÓN:3.- Si la variable independiente “x” de la ecuación adjunta varía entre 1 y 5. Determine el error máximo de “y(x)” al ser linealizada en torno a x=3. Fundamente su respuesta.

Y(x) =5*x +10*X

Linealice la función adjunta en torno a X =2 y determine el error para una variación en X de +/-10%.

Y(x) = 24*X + 48*X

MODELAMIENTO MATEMÁTICO Y DIAGRAMA DE BLOQUES:
*Encuentre eldiagrama de bloques del sistema físico indicado en la figura. Donde RPM(t) es la variable de entrada y H1(t) es la variable de salida
















4.- Un estanque está estabilizado en los siguientes valores iniciales:
Caudal de entrada = 60 (lt/min)
Altura del fluido = 300 (cm)
Caudal de salida = 60 (lt/min)
Diámetro del estanque = 500 (cm)

En el instante t=cero,el caudal de entrada sufre simultáneamente una perturbación impulso de 6*(t)lt/min y una perturbación escalón de 3*u(t)lt/min, determine:
a.- El caudal de salida en ”t = ”.
b.- El tiempo de respuesta del sistema.


* La figura muestra parcialmente una planta para calentar agua basado en la combustión de gas, donde el caudal de agua y la temperatura de entrada de la misma sonconsideradas como variables perturbadoras y el flujo másico del combustible como variable de actuación. Si el objetivo es mantener bajo control la temperatura de salida del agua, siguiendo un determinado perfil en el tiempo entregado por otro controlador, se pide:

a.- Completar la figura con los elementos necesarios para implementar un sistema de control retroalimentado y prealimentadosimultaneamente, considerando los elementos de seguridad requeridos. Se debe comentar brevemente la función de cada elemento o subsistema dentro del sistema global.
b.- El diagrama de bloques funcional del sistema global.



4.- Encuentre el valor de la constante “C” del amortiguador perteneciente al sistema físico indicado en la figura para que la respuesta x(t) sea lo mas rápidamente posible y sin...