Informe Final– Control Avanzado

Facultad de IngenieríaMecánica

Página 1

UNIVERSIDAD NACIONALDE INGENIERIA

Informe Final– Control Avanzado

Curso:

Control Avanzado- MT229

Informe: Informe final de Control Avanzado

Profesor: Ing. Daniel Barrera Esparta

Sección: A

Apellido paterno

Apellido materno Nombres Código

Fonseca Rodriguez Christian Jefrey 20114562B

Fecha de presentación: 02/10/2015

2015

Página 2

Informe Final– Control Avanzado

Tabla de contenido1. PROBLEMA PLANTEADO.......................................................................................................3

2. SIMULACIONES DEL PROCESO 1 – SOLO PROCESO...........................................4

3. SIMULACIONES DEL PROCESO + VALVULA............................................................9

4. SIMULACIONES DEL PROCESO + VALVULA + SENSOR + DISTURBIOS........14

5. TABLA COMPARATIVA DE METODOLOGIAS DE CONTROL...............................20

6. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES..................................................................................20

7. BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................20

Página 3

Informe Final– Control Avanzado

1. PROBLEMA PLANTEADO

Realizar la comparación de controladores PID, frente a controladores avanzados como Predictor de Smith y MPC, para un intercambiador de calor

Modelado

El principal objetivo de un intercambiador de calor es controlar la temperatura de salida del fluido frío (T1 out) del sistema utilizando la tasa de flujo del fluido caliente (T2 in). En proceso de intercambiador de calor, la temperatura de salida del sistema debe ser mantenida en un valor deseado (set point). El diagrama de intercambiador de calor tubular se muestra en la figura 2.

Inicialmente se controlara el proceso descrito por la siguiente función de transferencia

Gp=0.05 e−s

2.3 s+1

Luego controlaremos no solo el proceso si no la planta completa, incluyendo la válvula, esta vez basados en el modelo de (Thomson et al. 1989)

Gp= 0.33e−18.25 s

134 s2+18.5 s+1

Finalmente se trabajara con una planta mucho más compleja una planta modelada en el paper de título “Internal Model Based PID Control of Shell and Tube Heat Exchanger System” en el cual se incluye modelado de planta, sensor y disturbios.

Página 4

Informe Final– Control Avanzado

Gv= 0.133 s+1 Gp= 50e−s

30s+1Gs= 0.16

10 s+1

Modelado Válvula Modelado del proceso Modelador del sensor

2. SIMULACIONES DEL PROCESO 1 – SOLO PROCESOControlador PID sin Retardo

Kc=6.5282

T i=17.0596

T d=3.0948

PM=7.42 %

ts=56.97 s

ess=0

Controlador PID sin Retardo con Ruido Gaussiano

Página 5

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID con Retardo sin Perturbación

Página 6

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID con Retardo con Perturbación

Página 7

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith sin Ruido Gaussiano

Página 8

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith con Perturbación

Página 9

Informe Final– Control Avanzado

Página 10

Informe Final– Control Avanzado

3. SIMULACIONES DEL PROCESO + VALVULA

Controlador PID sin Retardo

Controlador PID sin Retardo con Ruido Gaussiano

Página 11

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID con Retardo sin Perturbación

Página 12

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID con Retardo con Perturbación

Página 13

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith sin Ruido Gaussiano

Página 14

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith con Perturbación

Página 15

Informe Final– Control Avanzado

4. SIMULACIONES DEL PROCESO + VALVULA + SENSOR + DISTURBIOS

Controlador PID sin Retardo

Página 16

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID sin Retardo con Perturbación

Página 17

Informe Final– Control Avanzado

Controlador PID con Retardo sin Perturbación

Controlador PID con Retardo con Perturbación

Página 18

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith sin Ruido Gaussiano

Página 19

Informe Final– Control Avanzado

Usando Predictor Smith con Perturbación

Página 20

Informe Final– Control Avanzado

Página 21

Informe Final– Control Avanzado

5. TABLA COMPARATIVA DE METODOLOGIAS DE CONTROL

PROCESO PM % ts (s) essPID 0 19.5 0

PID + Retardo 0 18.5 0PREDICTOR DE SMITH 0 20.9 0

PROCESO + VALVULA PM % ts (s) essPID 7.42 56.97 0

PID + Retardo 7.42 152.44 0PREDICTOR DE SMITH 0 203.9 0

PROCESO + VALVULA + SENSOR PM % ts (s) essPID 12.75 79.16 0

PID + Retardo 15.75 75.4 0PREDICTOR DE SMITH 13.9 73.1 0

6. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

7. BIBLIOGRAFÍA

Página 22