Instrucciones de Control Comprobados
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7/24/2019 Instrucciones de Control Comprobados
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i
UNIVERSIDAD DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
E.A.P DE INGENIERIA ELECTRONICA CON MENCION
EN TELECOMUNICACIONES.
CURSO: INGENIERIA DE CONTROL I
Laboratorio: Diseo de Sistema con
Controlador PID.
PRESENTADO POR:
ROMERO ALVA VICTOR.
CHUMPITAZ LAURENCIO STHEFANNY.
ARELLANO AYALA OSCAR.
TUESTA VILLA ALEX.
PROFESOR:
ASTOCONDOR VILLAR JACOB
LOS OLIVOS-2015
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ii
Al llegar al fin de este trabajo
tenemos mucho que agradecer, a
nuestro profesor gua ING.
ASTOCONDOR VILLAR JACOB
que nos facilit de la manera ms
acomedida el desarrollo de nuestro
tema.
A la Universidad de Ciencias y
Humanidades que nos ha acogido
en sus aulas siempre dndonos
enseanza de calidad y humana a
travs de su cuerpo de docentes.
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INDICE
Introduccin............................................................................................................................... v
I. Respuesta en lazo abierto de la funcin de transferencia:.................................................. 6
a) Se obtiene una salida de: ............................................................................................... 7
a. Amplitud: ........................................................................................................................ 7
b. Tiempo de establecimiento: .......................................................................................... 7
b) El objetivo de esta seccin ser disear un controlador PID de la siguiente forma: ..... 7
c) Control PID con bajas ganancias Ki y Kd: ....................................................................... 9
d) Sintona ahora el tiempo de establecimiento es muy largo, por lo que
incrementaremos Ki a 200 modificando este valor en nuestro archivo y ejecutndolo se
obtiene: ................................................................................................................................ 10
a. Es una sintona adecuada para cumplir los requerimientos de diseo? .................... 12
e) Conclusiones: ............................................................................................................... 15
f) Recomendaciones: ....................................................................................................... 15
Bibliografa ............................................................................................................................... 15
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INDICE DE FIGURAS
FIGURA 1 ........................................................................................................................................ v
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v
Introduccin
MATLAB posee un paquete de funciones (toolbox) de control. Algunas sern usadas
durante el laboratorio para simular y disear controladores. Para esto es fundamental
conocer sus prestaciones y limitaciones. Por eso utilizamos este libro como gua
FIGURA 1
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I . Respuesta en lazo abierto de la funcin de transferencia:
Dado el algoritmo de programacin de MATLAB:
j=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];step(num,den,0:0.1:3)title('respuesta a escalon de un sistema a lazo
abierto')grid;xlabel('tiempo(seg)')ylabel('amplitud')
FIGURA 2
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a) Se obtiene una salida de:
a. Amplitud: 0.1
b.
Tiempo de establecimiento:
b)
El objetivo de esta seccin ser disear un controlador PID de la
siguiente forma:
j=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];step(num,den,0:0.1:3)
title('respuesta a escalon de un sistema a lazo abierto')grid;xlabel('tiempo(seg)')
ylabel('amplitud')
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Control proporcional
j=0.01;b=0.1;
K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];kp=100;numa=kp*num;dena=den;[numac,denac]=cloop(numa,dena);step(numac,denac,0:0.1:5)title('control proporcional con respuesta a escalon')grid;xlabel('tiempo(seg)')
ylabel('amplitud')
FIGURA 3
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c)
Control PID con bajas ganancias Ki y Kd:
j=0.01;b=0.1;
K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];kp=100;ki=1;kd=1;numc=[kd, kp, ki];denc=[1 0];numa=conv(num,numc);dena=conv(den,denc);[numac,denac]=cloop(numa,dena);step(numac,denac)
title('control PID con pequeos valores ki y kd')grid;xlabel('tiempo(seg)')ylabel('amplitud')
FIGURA 4
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d)
Sintona
a. Ahora el tiempo de establecimiento es muy largo, por lo que
incrementaremos Ki a 200 modificando este valor en
nuestro archivo y ejecutndolo se obtiene:
j=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];kp=100;ki=200;kd=1;numc=[kd, kp, ki];denc=[1 0];numa=conv(num,numc);dena=conv(den,denc);[numac,denac]=cloop(numa,dena);step(numac,denac)title('ki = 200')grid;xlabel('tiempo(seg)')ylabel('amplitud')
FIGURA 5
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b.
En consecuencia incrementaremos kd a 10:
j=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5;num=K;den=[(j*L) (j*R+L*b) (b*R+K^2)];kp=100;ki=200;kd=10;numc=[kd, kp, ki];denc=[1 0];numa=conv(num,numc);
dena=conv(den,denc);[numac,denac]=cloop(numa,dena);step(numac,denac)title('ki = 200 y kd= 10')grid;xlabel('tiempo(seg)')ylabel('amplitud')
FIGURA 6
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c.
Es una sintona adecuada para cumplir los
requerimientos de diseo?
num=[3 2 2];den=[5 3 4];G=tf(num,den);step(G)grid;[r,p,k]=residue(num,den)num=[4 2 2];den=[7 3 4];G1=tf(num,den);step(G1)grid;
hold on;
FIGURA 7
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num=[3 2 2];den=[5 3 4];G=tf(num,den)pzmap(G)grid;
FIGURA 8
Un controlador PID es un controlador realimentado cuyo propsito es hacer que el error en
estado estacionario, entre la seal de referencia y la seal de salida de la planta, sea cero de
manera asinttica en el tiempo, lo que se logra mediante el uso de la accin integral. Adems el
controlador tiene la capacidad de anticipar el futuro a travs de la accin derivativa que tiene
un efecto predictivo sobre la salida del proceso.
Para determinar el orden del sistema se utilizara el mtodo de Van Der Gritenel cual se basa en
encontrar una constante a y compararla, es decir hay que tomar en cuenta los siguientes
criterios:
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I ntr oduccin A Los Sistema Control
Los Sistemas De Control Son Sistemas Capaces De Captar informacin De Su Entorno
(Luz, Temperatura, Contacto, Presencia, Humedad, Presin, Velocidad, Etc.) En
funcin de datos que recibe, realizar alguna accin.
Sistema de control de un detector de oscuridad interruptor crepuscular:
FIGURA 9
Sistema de control l azo abierto
Son sistema que no monitoriza la variable controlada, por lo que no requieren de sensor.
FIGURA 10
Sistema de control lazo cerrado
Son sistemas que vigilan permanentemente la variable controlada y actan en funcin de un
cambio en dicha variable. Requieren obligatoriamente de un sensor para poder controlar la
variable controlada
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e)
Conclusiones:
Mediante estos ejercicios hemos aprendido y reforzado la materia de sistemas de
control PID.
f) Recomendaciones:
Leer libros de control y tutoriales en internet acerca del uso de MATLAB en
Sistemas de Control PID.
Bibliografa
Salvetti, D. (2011).CONTROL PID.Buenos Aires: USERS.
PEARSON. (2013). Fundamentos del Control.Espaa: pearson.