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ECBTI / Zona Occidente / Control Digital

Control Digital 203041 Fase 3: Implementación Controlador.

Joan Sebastian Bustos M. 05/11/2019

Actividades a desarrollar Fase 3 A partir del diseño del controlador PID de la fase 2 y el cálculo de las constantes Kp, Ti y Td, realizar la implementación del controlador en un microcontrolador y analizar su comportamiento ante diferentes perturbaciones. Se sugiere el montaje de la figura 1 para la implementación del controlador Nota: Ajustar fuentes de voltaje según lo indicado en la guía

Actividades a desarrollar Fase 3 La simulación se debe desarrollar en Proteus utilizando el modelo Heated Oven (LumpedModel) con la siguiente configuración en parámetros: Temperature Ambient (°C)= 27 Thermal Resistence to Ambient (°C/W)= 0.5 Oven Time Constant (sec)= 10 Heater Time Constant (sec)= 1 Temperature coefficient (V/°C)= 1 Heating Power (W)= 150 Para el análisis de la curva de reacción, se analizará la respuesta del sistema en lazo abierto ante una entrada escalón, dicha entrada escalón es de 0v a 20v. Se debe definir el modelo del sistema y analizar su comportamiento ante perturbaciones de tipo escalón, teniendo en cuenta que la temperatura límite o set point es de 130°C.

Para ingresar las perturbaciones al sistema se debe hacer lo siguiente: En el instante de tiempo t=0s se utiliza una de alimentación BAT1 de 30V, para el instante de tiempo t=50s se conmuta otra fuente de alimentación BAT 2 de 15V y para el instante de tiempo t=120s se conmuta nuevamente a la fuente de alimentación BAT1 de 30V.

Productos

Individuales: • •

Realizar la sintonización del controlador. Implementar un controlador PID en un microcontrolador.

Colaborativos: • • • •

Analizar el comportamiento del sistema ante perturbaciones de tipo escalón y realizar los ajustes del controlador que considere pertinentes. Entregar archivos y ejecutables de simulación. El informe debe tener introducción, objetivos, desarrollo, conclusiones y referencias bibliográficas. Entregar un solo documento el cual debe nombrarse númerogrupo_paso_”consolidado”, debe ser en formato PDF, en letra Arial 12, espaciado sencillo

Diseño e implementación de Controladores PID Discretos. La gran mayoría de controladores industriales que se usan hoy en día utilizan esquemas de control PID. Muchos controladores PID análogos se transforman en formas digitales mediante el uso de microprocesadores Un controlador PID responde a la siguiente ecuación:

e(t) es el error de la señal u(t) es la entrada de control del proceso. Kp es la ganancia proporcional, Ti es la constante de tiempo integral Td es la constante de tiempo derivativa.

Especificaciones de la respuesta del sistema En el dominio de la frecuencia, el controlador PID se puede escribir como:

Función de transferencia de un controlador PID digital:

También se puede representar de la siguiente manera:

Donde:

Especificaciones de la respuesta del sistema En el dominio de la frecuencia, el controlador PID se puede escribir como:

Función de transferencia de un controlador PID digital:

También se puede representar de la siguiente manera:

Donde:

Diseño paralelo control PID

Implementación código en un microcontrolador

Bustos, J. (2018). Controlador PID en un microcontrolador. [OVI]. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/22985

Referencia código base El código báse de programación del microcontrolador lo pueden encontrar en Ruge, I. A. (2015). Método básico para implementar un controlador digital PID en un microcontrolador PIC para desarrollo de aplicaciones a bajo costo. Editorial Pearson Education. Prentice Hall. Tercera Edición. Capítulo I, (pp. 1-13) México, 1998. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/4993

CCAV Eje Cafetero/ Zona Ocidente / ECBTI

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