Informe final temperatura


Resumen—Este es el informe del proyecto de control acerca del diseño del controlador para una planta de temperatura, en la cual se usara el análisis por diagramas de bode para el diseño del controlador.

Palabras Claves— Polos, Ceros, Margen de Fase, Margen de Ganancia.
I. Objetivos
Poner en práctica los métodos de diseño en frecuencia (Diagrama de Bode)
Verificar la aplicabilidad deeste método en sistemas físicos.
Hacer la comparación entre los modelos matemáticos y los modelos físicos.

II. Materiales
Resistencias
Condensadores
Amplificador operacional LF353
Sensor de temperatura LM35
Bombillo 12V/20W
Nevera de poli-estireno
III. marco Teórico
Tipo de compensador

La figura 1 muestra el esquema de compensación utilizado comúnmente en sistemas de controlretroalimentados. La figura 1 muestra la forma como el compensador queda colocado en serie con la planta. Este esquema recibe el nombre de compensación en serie.


Fig. Técnicas de compensación en adelanto de fase basadas en el método de respuesta en frecuencia. [5]


La función primaria del compensador en adelanto es modificar la forma de la curva de respuesta en frecuencia, dando suficienteadelanto de ángulo de fase como para contrarrestar el atraso de fase excesivo asociado con los componentes del sistema fijo.
El compensador de adelanto de fase aumenta el ancho de banda al aumentar la frecuencia de cruce de ganancia. Al mismo tiempo el diagrama de fase se eleva a frecuencias más altas. El resultado es un margen de fase más grande y una frecuencia de margen de fase más alta.Estos conceptos se muestran en la figura 2. El sistema no compensado tiene un pequeño margen de fase y una baja frecuencia de margen de fase . Con el uso del un compensador de adelanto de fase, la traza del ángulo de fase del sistema compensado se eleva para frecuencias más altas. Al mismo tiempo, la frecuencia de cruce de ganancia de la traza de magnitud se eleva de a . Estos efectos danun margen de fase más grande , una más alta frecuencia de margen de fase y un ancho de banda más grande.

Fig. Sistema con y sin compensador de Adelanto de fase. [5], página 62
IV. Diseño Físico
LA planta diseñada se implementó sobre una nevera de poli-estireno expandido de con tapa. En la nevera se hace una pequeña perforación donde se introduce un bombillo de 21 W a 12 V, además derecubrir el interior de la nevera con papel aluminio para evitar que la temperatura lo derrita. El sensor LM35 está colocado sobre unos pines de manera que el alambre de cobre se soldará a los pines, y de esa manera se evitan choques térmicos sobre el LM35 que lo puedan dañar. La Figura 3 muestra el esquema resultante.


Fig. Esquema del diseño Físico para la planta de temperatura
V.CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA Y DISEÑO DE LA ETAPA DE CONTROL
Se busca caracterizar el sistema con las siguientes especificaciones:
Un recipiente de un volumen aproximado de 15cm×10cm×10cm, en el material de su elección (tal que aísle la temperatura al interior del volumen de la temperatura al exterior del mismo) y de fácil apertura.
Un bombillo de 12VDC a 20W (potencia mínima). Esta será su fuentede calor. No exceda los 30W para no tener problemas en el manejo de corriente en el circuito.
Un sensor de temperatura.
Resistencias.
Condensadores.
Amplificadores operacionales.
Transistores.
La finalidad es que la temperatura al interior del recipiente llegue a su valor de estado estacionario (como mínimo ) en un tiempo entre 4 y 6 minutos. Este tiempo debe ser aproximadamente el mismo quetome el sistema en llegar nuevamente a la temperatura ambiente, des-energizado y abierta.

1. Inicialmente se realiza el montaje de la planta tal cual las especificaciones requeridas en la planta, la única excepción será la utilización de un reflector de 12VDC a , la cual utilizaremos como nuestra fuente de calor.
2. Procedemos a realizar el siguiente montaje con el fin de caracterizar...