Control de temperatura

I. Resumen 1
II. Introducción 2
III. Objetivo 2
IV. Marco Teórico 2
IV.1. Teoría que da sustento 2
IV.2. Cálculos 2
V. Desarrollo Práctico 5
V.1. Observaciones para realización 5
V.2. Desarrollo Electrónico (con esquemas) 7
V.3. Desarrollo Mecánico (con esquemas) 7
V.4. Software (con diagramas de flujo o pseudocódigos) 7
V.5. Simulación(es) 10
VI. Implementación y Pruebas 12
VI.1.Definición del experimento 12
VI.2. Resultados experimentales 12
VI.3. Comparativa: Teórico / Simulado / Experimento 12
VII. Conclusiones (por alumno) 13
Apéndice A. Bibliografía 13
Apéndice B. Referencias de la WEB 14
Apéndice C. Diagramas explotados 14
Apéndice D. Diagramas esquemático. 14
Apéndice E. Código fuente. 14
Apéndice F. Hojas de Datos (solo portada). 14

Resumen
Estapráctica consistió en la realización del control de temperatura de la planta LTR701 a través de una tarjeta de adquisición de datos (USB1208FS), empleando el software de matlab 2009, para la implementación del código de captura de datos, salida e integración del control, sintonizado por el método de polos dominantes.

Introducción
Para poder entender el funcionamiento del sistema de temperaturaLTR701, es necesario revisar el manual que trae incluido. En esta ocasión, se tomo la función de transferencia que viene dentro de las hojas de especificaciones, y en base a dicha función se comenzó a desarrollar lo que es el análisis de este sistema. Cabe resaltar que no todos los métodos pueden ser aplicados a todos los diferentes tipos de sistemas, por lo que el diseño se realizo solo sobre los quepara el caso de nuestro sistema podían ser utilizados.
Una vez elegido el controlador, se realizaron las simulaciones en Matlab, ante una entrada escalón y rampa.

Después se implemento un programa en matlab, para capturara los datos, provenientes del sensor de temperatura, que se dirigen a las entradas analógicas de la tarjeta de adquisición de datos, de esta manera obtenemos unaretroalimentación (lazo cerrado), aplicar el controlador industrial PI, PID, PD, y después sacar los datos para el actuador de la planta.

Objetivo
Poder verificar cual es el mejor controlador para dicho sistema.
Mejorar la repuesta del sistema de temperatura LTR701 atreves de los controladores.
Utilizar la tarjeta de adquisición de datos para el control de la planta (LTR701).

Marco TeóricoTeoría que da sustento
Cálculos

El sistema de temperatura LTR071 tiene una función de transferencia en lazo abierto de la siguiente forma:

〖G(s)=e〗^(-0.8s) 0.485/(12.6s+1)
Para cuestiones prácticas se le aplico pade de primer orden al retardo del sistema y la función de transferencia queda como sigue:
G(s)=(-0.485s+1.212)/(12.6s^2+32.5s+2.5)

Primero se analizo la función G(s), ante unaentrada escalón y rampa.


Fig. 1 Respuesta ante una entrada escalón, de la función G(s).


Fig. 2 Respuesta ante una entrada rampa, de la función G(s).

Analizando las Fig. 1, se observa que no alcanza la referencia, y la Fig. 2, tiene un error muy grande

kp=lim┬(s→0)⁡〖G(s)=lim┬(s→0)⁡〖((-0.485s+1.212))/(12.6s^2+32.5s+2.5)=1.212/2.5=.485〗 〗

e_ss=1/(1+.485)=.673=%67.3

Como es detipo 0, Kv=∞, esto nos indica que hay que mejorar su respuesta en estado transitorio ante una entrada escalón, y en estado estable.

Para la sintonización de los controladores usamos el método de Polos Dominantes ya que el sistema es de tipo 0 y es más exacto.

Proponemos Mp=3% polos deseados:

Además:Tercer polo: 〖 ∝〗_° ,〖 ∝〗_°=4.2



PI


Donde:





Para el controlador PI la función de transferencia queda:

G(s)=(10.956s+2.9868)/s

Control PID:






Sustituyendo y realizando las operaciones tenemos:


Para el controlador PID la función de transferencia queda:

G(s)=(0.055s^2+15.17s+9.97)/s
Desarrollo Práctico
Observaciones para...