Procesos automatizados Un moderno avión comercial


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Sana16.08.2017
Hajmi445 b.
#13544



Procesos automatizados



Ejemplos de procesos automatizados

  • Satélites



Ejemplos de procesos automatizados

  • Control de la concentración de un producto en un reactor químico



Ejemplos de procesos automatizados

  • Control en automóvil



El proceso de diseño del sistema de control

  • Para poder diseñar un sistema de control automático, se requiere

    • Conocer la ecuación diferencial que describe el comportamiento del proceso a controlar.
    • A esta ecuación diferencial se le llama modelo del proceso.
    • Una vez que se tiene el modelo, se puede diseñar el controlador.


Conociendo el proceso …

  • MODELACIÓN MATEMÁTICA

  • Suspensión de un automóvil



Conociendo el proceso…



Conociendo el proceso…

  • MODELACIÓN MATEMÁTICA

  • Circuito eléctrico



El rol de la transformada de Laplace Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas

  • Suspensión de un automóvil



El rol de la transformada de Laplace Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas

  • Nivel en un tanque



El rol de la transformada de Laplace Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas

  • Circuito eléctrico



La función de transferencia

  • Nos indica como cambia la salida de un proceso ante un cambio en la entrada

  • Diagrama de bloques



La función de transferencia

  • Diagrama de bloques

  • Suspensión de un automóvil



La función de transferencia

  • Diagrama de bloques

  • Nivel en un tanque



La función de transferencia

  • Diagrama de bloques

  • Circuito eléctrico



Propiedades y teoremas más significantes

  • TEOREMA DE VALOR FINAL

  • (Nos indica el valor en el cual se estabilizará la respuesta)

  • TEOREMA DE VALOR INICIAL

  • (Nos indica las condiciones iniciales)

  • TEOREMA DE TRASLACIÓN DE UNA FUNCIÓN

  • (Nos indica cuando el proceso tiene un retraso en el tiempo (tiempo muerto))



Ejemplo aplicado

  • Se tiene un proceso como el mostrado en la figura. El flujo de entrada cambió repentinamente de 5 m3/min a 15 m3/min

    • Cuál es la altura final del tanque una vez que alcanzó la estabilización?
    • Cuál es la altura del tanque 4 minutos después de que se aplicó el escalón.
    • Cuánto tiempo tardará el sistema en estabilizarse?
    • (al 98.2% de la respuesta final)


Ejemplo aplicado



Cambio en el flujo de entrada



Cambio en la altura (salida)



La respuesta del proceso en el tiempo

  • TRANSFORMADA INVERSA DE LAPLACE



La respuesta del proceso en el tiempo



Cambio en la altura (salida)



El sistema de control automático

  • Nivel en un tanque – Lazo abierto (sin control)

  • (tiempo de estabilización = 16.06 min de acuerdo al ejemplo anterior)

  • Nivel en un tanque – Lazo cerrado (con control)



La ecuación del controlador

  • ECUACIÓN DIFERENCIAL DE UN CONTROLADOR PID



El sistema de control automático

  • Nivel en un tanque – Lazo cerrado (con control)

  • (el tiempo de estabilización para el sistema controlado es de 4 min, a partir del cambio en la entrada)



La respuesta del sistema de control de nivel

  • Comparación del sistema en lazo abierto (sin control) y en lazo cerrado (con control)



Principales funciones a obtener de una ecuación diferencial: G(s) y Y(s)



G(s) y Y(s)



Obtención del valor inicial y final de y(t)



Gráfica aproximada de y(t) a partir de Y(s)



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