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TRABAJO DE INVESTIGACIÓN


TEORÍA DEL CONTROL


PROFESOR :
JAIME VELEZ

JOAN MANUEL SERRANO

INGENIERÍA MECÁNICA
UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO
PRTO COLOMBIA
OCTUBRE 2012
CONTROL EN ADELANTO O FEEDFORWARD CONTROL
Los controladores con realimentación del proceso no tienen en cuenta la influencia de las perturbaciones que se producen y que afectan al lazo de control. Debe existirun error para que se inicie la acción correctiva. Un medio para corregir el efecto de las perturbaciones es el control feedforward, el cual compensa el efecto de las mismas antes que produzcan error en la variable controlada. Este sistema está limitado por la exactitud de las medidas, los cálculos efectuados y las perturbaciones no medidas.
Cualquier proceso se puede describir en función de lasrelaciones existentes entre la salida y dos grupos de entradas; la salida del proceso que es variable controlada (Vc) o dependiente, y la entrada, conocida a su vez como variable manipulada (Vm) o independiente. Las variables asociadas a la carga son el otro tipo de independientes, conocidas como variables de perturbación (Vp) la figura siguiente muestra un diagrama de bloques en el que aparecenlas tres variables descritas.
Como pueden verse, cada una de las entradas llega al proceso por un lugar diferente, por lo que afectan de distintas forma a la variable controlada. La ecuación que describe al proceso es:



Donde Gm y Gp son las funciones de transferencias

El objeto principal de este sistema de control es mantener la variable controlada en valor de referencia (R) que debeser igual al valor deseado para la variable controlada. Con estos datos se puede obtener el valor de la variable manipulada a partir de la ecuación anterior.

Si el cálculo de la variable manipulada es correcto, para cualquier valor de la variable de perturbación se mantendrá constante el valor de referencia, es decir, el valor de la variable controlada.

APLICACIÓN A UN INTERCAMBIADOR DE CALOREn el cambiador de calor de la figura, la temperatura de salida es la variable controlada, el caudal de producto y su temperatura de entrada son variables de perturbación, mientras que el caudal de vapor es la variable manipulada.

Aplicando un balance de energía se obtiene el modelo en estado estacionario del proceso de intercambio de calor

Donde:
Hs= entalpia de vapor (Kcal/kg)
Fs=caudal de vapor (kg/h)
Fp= caudal de producto (kg/h)
Cp= calor especifico del producto (Kcal/kg C)
Ts= temperatura de salida (C)
Te= temperatura de entrada (C)
En este ejemplo de referencia es la temperatura de salida. Si no existieran otras perturbaciones se podría fijar el caudal de vapor necesario para mantener esta temperatura.

El cálculo anterior se basa en el modelo en estadoestacionario, en el cual no se contemplan las diferentes dinámicas que afectan a las variables en función de su propia naturaleza y el ligar donde se encuentran situadas en el proceso. Para llevar a cabo la compensación dinámica es necesario introducir una función de tiempo lead/lag en las variables de perturbación, de forma que el sistema de control pasa a ser el de la figura.
La contemplación dinámicahace coincidir en el tiempo las variables para que no se produzca desviación entre el valor real de la variable controlada y el valor deseado como referencia.





CONTROL DE SOBREMANDO O CONTROL OVERRIDE
El control de sobremando es un sistema que se emplea para limitar la variable de procesos en valor alto o bajo con el fin de evitar daños en el proceso, en el personal o en el equipo.
Parasu aplicación se requiere aplicar control sobre dos variables en un proceso, relacionados entre sí de tal manera que una o otra pueda ser controlada por la misma variable manipulable.
Como una variable manipulable solo puede controlarse por una variable, debe existir la posibilidad de transferir el mando de uno de los lazos de control al otro cuando las complicaciones de funcionamiento así lo...