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CONTROL DE
TEMPERATURA PID
LUIS HUMBERTO BERRO
ESTEBAN GMEZ
OBJETIVOS
Realizar el modelo del cambio en la temperatura
de una habitacin a escala.
Disear un controlador PID para el modelo
calculado.
Realizar las pruebas practicas para verificar el
funcionamiento del controlador.
Probar variaciones en los juegos de parmetros
del controlador.
Control FEED FORWARD!!!
ESTADO DEL ARTE
ESTADO DEL ARTE
DIAGRAMA DE BLOQUES
DESCRIPCION DE LA PLANTA
PLANTA FSICA
MODELO ESTTICO
Datos para el modelo estatico
(Escalones en la entrada)
Curva Esttica
= 1.5165 + 28.7194,
MODELO DINMICO
=1.7325
(5.3707 + 1)(619.3177 + 1)
Datos experimentales y funcin de transferencia
identificada
CONTROL PID CON FILTRO DERIVATIVO
() = 67.22+30.4+1
0.22+
Control PID encontrado usando la herramienta sisotool de Matlab
1 2
=0 10 5
12
+01 ,
= 5 152812
+ 336 .
1 2
= 0 10 5
+1 00 1
12
+ 01 ,
Ecuacin de estado continua Ecuacin de estado discreta
Ecuacin de salida
RESPUESTA DEL SISTEMA
Respuesta del sistema usando
control PID
Respuesta del sistema usando
control PID y control de lazo
abierto
CONTROL FEED FORWARD
Respuesta de la planta ante la
perturbacin para varios valores de
potencia de la perturbacin
Cambio en la temperatura en funcin de
la potencia en la perturbacin
CONCLUSIONES
El proceso de temperatura que se implement, es un proceso lento tanto
para su anlisis como para realizar el control. El sistema tarda
aproximadamente en alcanzar su estado estable 15 minutos sin aplicarle
control, mientras que con el control tarda aproximadamente 4 minutos
cuando se emplea un PID y control de lazo abierto.
El modelo de orden dos elegido para el modelo dinmico del sistema, tiene
una buena precisin y sigue aproximadamente la misma forma que la
curva dinmica experimental.
Para implementar fsicamente el controlador, se dise un controlador PID
con un filtro en paralelo con un polo muy a la izquierda del eje imaginario,
para que no afectara la estabilidad. Adems, se requiri encontrar las
matrices que definen a las variables de estado para facilitar la
implementacin del controlador en un microcontrolador.
CONCLUSIONES
Con ayuda del sisotool, el modelo de la planta y sabiendo que era un
sistema retroalimentado, se pudo encontrar los parmetros del
controlador que permitieran hacer un buen control de temperatura. El
control de lazo abierto mejor la respuesta a nivel de offset y respecto al
tiempo de estabilizacin. Adems, la simulacin fue un referente
importante para determinar los parmetros ptimos del sistema de
control y la planta, y para observar el comportamiento de cada uno de
los diseos encontrados.
Aunque el sistema de adquisicin de datos posee mucho ruido, se puede
ver claramente la tendencia en las seales obtenidas de cada una de las
pruebas realizadas, permitiendo realizar una correcta identificacin de
los modelos de la planta para luego disear un control adecuado para el
proceso