212542706 Ejercicios Ppt

Control de Procesos Industriales
EJERCICIOS

por
Pascual Campoy
Universidad Politécnica Madrid
U.P.M.-DISAM

P. Campoy

Control de Procesos Industriales

1

índice
1.  Introducción
2.  Modelado temporal de sistemas
3.  Análisis temporal de sistemas
4.  Identificación de sistemas
5.  Control Regulatorio Básico (sistemas SISO)
6.  Control de grandes tiempos muertos
7.  Control en cascada
8. Control anticipativo
9.  Control multivariable (sistemas MIMO)
10.  Control selectivo
U.P.M.-DISAM

P. Campoy

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1

Ejercicios de clase …
1.  Bajarse de modle/ejercicios “plantilla_ejercicios.doc”
y renombrarla como:
X_Y_AAAAA_BBBBB_CCCCC.doc
donde X es el número del tema
Y es el número de ejercicio dentro del tema
AAAAA, BBBBB y CCCCC son los números de matrícula

2.  Guardar el documento en:“Documentos compartidos/entregar”

U.P.M.-DISAM

P. Campoy

3

… ejercicios de clase
3. 

Rellenar la cabecera:

5. 

Escribir en el documento la solución del ejercicio, incluyendo
explicación, esquema Simulink, valores de los parámetros de los
bloques, código Matlab, gráficos y dicusión de resultados y
conclusiones.
El documento debe estar cerrado para poder ser recogido por el
script de Windows.

6. U.P.M.-DISAM

P. Campoy

4

2

Ejercicio 0.1 …
•  Descargarse “lib_sistemas_fisicosR13” y “figuras.zip”,
descomprimido en “Documentos_compartidos/entregar”
•  Abrir Matlab (R13) y abrir Simulink
•  Cambiar el directorio de trabajo de Matlab a:
“Documentos_compartidos/entregar”
•  Abrir el fichero Simulink “lib_sistemas_fisicosR13”
•  Abrir un fichero Simulink nuevo y copiar el siguiente
sistema:U.P.M.-DISAM

P. Campoy

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… ejercicio 0.1
a) Obtener la evolución de la altura del deposito cuando la
entrada es F1=1, s1=0.25, A=1.5 y h(0)=2

U.P.M.-DISAM

P. Campoy

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3

índice
1.  Introducción
2.  Modelado temporal de sistemas
3.  Análisis temporal de sistemas
4.  Identificación de sistemas
5.  Control Regulatorio Básico (sistemas SISO)
6.  Control de grandes tiempos muertos
7.  Control encascada
8.  Control anticipativo
9.  Control multivariable (sistemas MIMO)
10.  Control selectivo
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P. Campoy

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Ejercicio 2.1
Dado el sistema:
u

R
C

u = Ri + uc #
" u = RCu&c + uc
Cu&c = i !

a)  Obtener las f.d.t. Uc(s)/U(s) e I(s)/U(s) (5 puntos)
b)  Implementar en Simulink la primera función de
transferencia y dibujar la evolución de uc(t) cuando la
u(t) varía bruscamente desdeun valor inicial nulo
hasta 1. (5 puntos)
Control de Procesos Industriales

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4

Ejercicio 2.2: punto de equilibrio
Dado el siguiente sistema:

Fe

Fe ! a 2 g H = AH&
Fs

a)  Calcular el valor en el que se estabiliza la altura H (
) cuando Fe=1
(2 puntos).
c)  Calcular el valor de Fe cuando la altura H está estabilizada en H=1
(2 puntos).
b)  Comprobar en Simulink que para los valores de Fe y Hcalculados en los 2
apartados anteriores el sistema se encuentra estabilizado (3 puntos)
c)  Obtener en un gráfico la evolución de H(t) cuando Fe varía del valor
obtenido en a) al nuevo valor obtenido en b) (3 puntos).
Control de Procesos Industriales

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Ejemplo: f.d.t. con variables
incrementales
u

Km

•  ecuación diferencial del sistema:

K (u ! y ) + mg = m&y&

m

y

m
intento de resoluciónmediante transformadas de Laplace:

1
K mU(s) " K mY (s) + mg = m[ s2Y(s) " s˙y (0) " y(0)]
s
mg
•  ecuación diferencial de variables incrementales:
punto de funcionamiento: K m (u0 ! y0 ) + mg = m&y&0
ecc . dif. variables
incrementales (restando):
!

K m (!u " !y ) = m!&y&

•  resolución mediante transformada de Laplace:
Y (s) =

Km
U (s)
ms + K m
2

Control de Procesos Industriales

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5Ejercicio 2.3: linealización
Dado el sistema:

1

a) 
b) 
c) 
d) 

Calcular las f.d.t. H(s)/F1(s) y H(s)/S(s) y particularizarlas para el
punto de equilibrio definido por F10=1, s10=0.3, A=1 (3 puntos)
Dibujar en Simulink el diagrama de bloques con f.d.t. que permite
obtener obtener la evolución de ΔH(t) en función de los incrementos
ΔF1 y Δs1. (2 puntos)
Dibujar la gráfica de ΔH(t) cuando F1...