Ejercicios metodo de loop shapping
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Tarea a realizar por todo el grupo
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Lugar geometrico de las raices
1) El documento describe métodos para el diseño de sistemas de control mediante el análisis del lugar geométrico de las raíces.
2) Se presentan técnicas de compensación en serie y mediante realimentación para modificar el desempeño de un sistema de control original.
3) El documento también explica cómo la adición de polos y ceros afecta la estabilidad y velocidad de respuesta de un sistema, y provee un ejemplo numérico para ilustrar el enfoque.
555 modo astable
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Este documento presenta el diseño de un controlador PID para regular la velocidad de un motor de corriente continua. Se dan los parámetros del motor y los requerimientos de diseño de un tiempo de establecimiento de 2 segundos, un sobrepaso menor al 5% y un error en estado estacionario menor al 1%. Se prueban primero controladores proporcional y PID con diferentes ganancias hasta encontrar que un controlador PID con Kp=100, Ki=200 y Kd=10 cumple con todos los requerimientos.
Tarea Control Grupo 8
Tarea de contro Grupo 8, profe hemos tenido problemas para adjuntar el sonido a la presentacion, le enviare el archivo de sonido por separado.
Pid
Este documento describe los diferentes tipos de controladores en sistemas de control en tiempo continuo, incluyendo control proporcional, proporcional derivativo, proporcional integral y proporcional integral derivativo. Explica las características del control proporcional, como que no puede eliminar errores estacionarios y que aumentar su ganancia empeora la respuesta transitoria pero reduce errores. Incluye un ejemplo numérico para ilustrar estas propiedades.
Compensadores adelanto-y-atraso
El documento describe los conceptos y métodos de compensación de sistemas de control. Explica que la compensación se utiliza para mejorar el comportamiento de un sistema de control para que cumpla mejor con los requerimientos específicos, mediante la inserción de un componente adicional llamado compensador. Luego detalla dos tipos de compensadores (adelanto y retardo de fase) y sus respectivas redes, y métodos de diseño utilizando diagramas de Bode y el lugar de las raíces. Finalmente presenta un ejemplo numérico de diseño de compensador por adel
Resumen controladores
Este documento resume las características principales de diferentes controladores PID y sus variaciones. Explica que el controlador PD mejora la respuesta dinámica al agregar un cero, el PI reduce el error estático con su acción integral pero empeora la estabilidad, y el PID combina las ventajas de los tres para lograr la mejor respuesta general. También analiza variaciones como el PD y PID modificados para evitar problemas como sobreimpulsos causados por cambios bruscos en la señal de error.
Kool control stuff
Este documento presenta conceptos básicos sobre control automático. Explica que el control se enfoca en comprender el comportamiento dinámico de sistemas para alterar su comportamiento de una manera deseada. Define los elementos básicos de un sistema de control de lazo cerrado y los tipos de señales continuas y discretas. Finalmente, introduce conceptos como diagramas de bloques y modelado de sistemas eléctricos, mecánicos y neumáticos.
5to laboratorio
Este documento describe un experimento para diseñar un controlador mediante respuesta en frecuencia para un sistema de lazo cerrado. El objetivo es satisfacer especificaciones de desempeño como una constante de error estático de 4 seg-1, un margen de fase de 50 grados y un margen de ganancia de al menos 10 dB. Se diseña un controlador de adelanto y se grafican las respuestas en frecuencia del sistema compensado para verificar que cumple los requisitos.
Pre-amplificador para micrófono capacitivo
Este documento describe el diseño e implementación de un preamplificador para micrófono capacitivo con una ganancia de 100 usando transistores JFET. El diseño se realizó analíticamente y se simuló en CircuitMaker, aunque la simulación no arrojó resultados precisos. El circuito físico requirió modificaciones para lograr la ganancia deseada y usar un transistor sustituto al especificado originalmente. El presupuesto total fue de $4.68.
Control de posicion
Este documento describe un proyecto para implementar un controlador para una planta de posicionamiento angular utilizando métodos de sintonización. El objetivo es que el tiempo de respuesta se reduzca a la mitad y que no haya sobreimpulso. Se modela la planta usando MATLAB para obtener su función de transferencia de tercer orden. Luego, se diseña un controlador PID usando el método de Ziegler-Nichols, y se simula el lazo cerrado para verificar que cumple los requisitos.
Instructivo del PID
Este documento describe los controladores PID, incluyendo su estructura básica con acciones proporcional, integral y derivativa. Explica los métodos clásicos de Ziegler-Nichols para ajustar los parámetros de un controlador PID, incluyendo el método de oscilación y el método basado en la curva de reacción. También cubre modificaciones como el filtrado de la acción derivativa para evitar respuestas excesivas a ruido.
Sistemas ecuacion simulink
Este documento presenta una introducción al uso de Simulink en MATLAB para la modelación y simulación de sistemas. Explica los elementos básicos de Simulink, como bloques y líneas de conexión. Luego, muestra cómo modelar y simular un motor DC, incluyendo la creación de subsistemas. También cubre temas como la solución numérica de ecuaciones diferenciales, la simulación de sistemas, y proporciona varios ejemplos prácticos de modelado y simulación en Simulink.
Clase 6
Basándome en la información proporcionada, elegiría el compensador de adelanto y atraso de fase para implementar el sistema de control, por las siguientes razones:
- Permite cumplir con los requerimientos de margen de fase (30°), error estacionario (1%) y margen de ganancia (10dB) según se indica en el enunciado.
- Combina los efectos de mejora del margen de fase y velocidad de respuesta del compensador de adelanto, con la mejora de la estabilidad relativa del compensador de atraso.
ziegler_nichols.pdf
Este documento describe dos métodos para sintonizar controladores PID basados en las reglas de Ziegler-Nichols. El primer método usa la respuesta escalón de la planta para determinar el retardo y constante de tiempo. El segundo método incrementa la ganancia hasta que la salida oscile de forma sostenida, determinando así la ganancia y periodo críticos. Ambos métodos proveen valores iniciales para los parámetros del PID que luego pueden ajustarse más finamente.
Sistema de re
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Ejercicios metodo de loop shapping
- 1. Universidad Simón Bolívar Departamento de Procesos y Sistemas Sistemas de control II TAREA # 2: DISEÑO POR LOOP- SHAPING Integrantes: Freddy Peñaloza 04-37421 Pedro Silva 06- 40336 Román Luis 04-37196
- 2. EJERCICIO # 1 El sistema que se muestra a continuación tiene la siguiente función de transferencia: Para el cual se pide una respuesta en menos de 2 segundos sin sobrepico, lo que se necesita hacer por el método de loop- shaping o modificación de la respuesta frecuencial.
- 3. El cual tiene una respuesta temporal Lo cual no cumple con las especificaciones requeridas.
- 4. Y una respuesta frecuencial
- 5. Buscando un Wc nuevo para que el sistema sea mas rápido, busco el nivel de ganancia donde corta el diagrama de bode de magnitud para esa frecuencia 23.99 G(s)*k = --------------------------- s^3 + 1.1 s^2 + 0.1 s
- 6. Pero como presenta márgenes de fase y ganancia muy deficientes, optamos por agregar un cero doble cercanos al punto de Wc que conseguimos anteriormente Quedando la función de transferencia
- 7. Con lo cual mi Wc se mueve hacia la derecha y ahora es mucho mayor Wc=24 lo que se traduce en un tss= 1.8* π /Wc que es mas rápido lo que hace que se cumpla condición de tss<2seg. Entonces para poder tener el margen de fase deseado, necesito agregar un compensador en adelanto. Faltan 8.8º+/- compenso 9º @ Wc=24 Con lo cual obtengo un compensador que tiene la siguiente función de transferencia s + 20.49 C(S)= ------------------ s + 28.1 Quedando el sistema final de la forma 23.99 s^3 + 515.6 s^2 + 497.6 s + 122.9 Gf(s) = ------------------------------------------------ s^4 + 29.2 s^3 + 31.01 s^2 + 2.81 s
- 8. La respuesta frecuencial del sistema compensado es
- 9. De la grafica anterior podemos apreciar que se cumplen las especificaciones requeridas de Máximo pico(Mp) y tiempo de estabilización (tss)
- 10. EJERCICIO # 2 A la unidad 11 de la Casa de Máquinas II de Guri se le ha hecho una prueba experimental en su funcionamiento sin carga y arrojó la siguiente función de transferencia del sistema de gobernación de la velocidad angular de la turbina (es un dato real).El retardo puede ser aproximado por expansión de Pade de primer orden, ésto es: Se desea un controlador que siga perfectamente cambios bruscos en la entrada (entradas escalón) con un tiempo de respuesta de menos de 60 s con sobrepico menor del 30% y Margen de Fase de más de 45°. Obtenga el controlador por el método de ajuste de la respuesta frecuencia.
- 11. Cuya respuesta en frecuencia es
- 12. Y una respuesta temporal Lo primero que se debe hacer es agregar un integrador en el lazo directo para que el sistema rechace las perturbaciones de este tipo.
- 13. Añadiendo el integrador C= 1/s Quedando un Mf=-81.2 y un Mg=-28.4 Le añado una ganancia al sistema que lo haga estable y luego dedicarse al compensar para las especificaciones requeridas. K=0.0383
- 14. El sistema ahora se muestra estable, solo debemos enfocarnos en mejorar la rapidez y el margen de fase. Ahora procedo a compensar para un margen de fase de por lo menos 45 grados, en el punto Wc=0.102 que me debería garantizar un tiempo de respuesta de menos de 60 segundos, pero en ese punto exacto la pendiente es muy fuerte ( -40db/dec), por lo cual no puedo compensar para obtener el margen de fase que deseo, entonces añadimos un polo en w=0.0588
- 15. Usando las siguientes ecuaciones Hallo un compensador en adelanto
- 16. Quedando la respuesta temporal de la siguiente manera Mp=17% y tss=30.0 seg Nuestra función de trasferencia quedo de la siguiente forma: 3.841 s^2 + 0.8771 s + 0.0383 C(s)= ------------------------------------------- 4.2 s + 1