Trabajo de grado · 2015
"Diseño de un control adaptativo para el ajuste de flujo de aire en un banco de calibración de medidores de gas"
En este trabajo se hace un una propuesta muy específica de una aplicación del control de procesos enfocada a mejorar el desempeño de una de las etapas que componen un banco de calibración de medidores volumétricos de gas como lo es la etapa de generación del flujo de aire. Este sistema posee la característica de ser no lineal dadas las características propias de sistemas de generación de flujo y variante en el tiempo debido a que cada medidor que se instala para ser calibrado modifica las características de la planta. Sin embargo se requiere que el desempeño del sistema controlado sea el mismo a pesar de dichas variaciones y por esta razón se aborda el control adaptativo como una solución al problema. Para esto se realizan una serie de pruebas de caracterización del sistema y basándose en los datos obtenidos donde se realiza un proceso de análisis y de diseño de un controlador que brinda al sistema las especificaciones requeridas. Finalmente se hace una validación de la solución obtenida por medio de una simulación.
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Contenido
- BANCO DE CALIBRACIÓN DE MEDIDORES DE GASp. 12
- SISTEMA DE CONTROL DE FLUJO DE AIREp. 15
- 2.1. LAZO DE CONTROLp. 15
- 2.2. PLANTEAMIENTO DEL CONTROL ADAPTATIVOp. 17
- 2.3. EL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DEL CONTROL ADAPTATIVOp. 21
- CARACTERIZACIÓN E IDENTIFICACIÓNp. 22
- 3.1. PROTOCOLO DE PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓNp. 22
- 3.2. CARACTERIZACIÓNp. 24
- CURVAS DE RESPUESTA AL ESCALÓNp. 24
- CURVAS PRESIÓN VS CAUDALp. 26
- 3.3. IDENTIFICACIÓNp. 28
- DISEÑO CONTROLADOR ADAPTATIVOp. 29
- ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA CONTROLADOp. 30
- CONSIDERACIONES SOBRE LA NO LINEALIDAD DEL SISTEMAp. 30
- DEFINICIÓN DE LA OPERACIÓN DEL CONTROLADOR ADAPTATIVOp. 31
- SIMULACIÓN DE RESULTADOSp. 38
- IMPLEMENTACIÓN PRÁCTICAp. 42
- CONCLUSIONES Y OBSERVACIONESp. 45
- REFERENCIASp. 46
- Figura 1. Resultados de calibraciónp. 13
- Figura 2. Sistema de mediciónp. 14
- Figura 3. Lazo de control de caudal de airep. 16
- Figura 4. Diagrama de bloques del lazo de control de caudalp. 17
- Figura 5. Curva de “Respuesta al escalón”p. 19
- Figura 6. Curva de “Pérdida de presión vs Caudal”p. 19
- Figura 7. Esquema de Control Adpatativo tipo “Gain Schedule”p. 20
- Figura 8 Señales de ENTRADA – Corriente (mA)p. 25
- Figura 9 Señales de SALIDA - Caudal (m3/h)p. 25
- Figura 10 Curvas de Presión (mbar) vs Caudal (m3/h)p. 27
- Figura 11 Curvas de Presión (mbar) vs Caudal (m3/h) (Acercamiento)p. 27
- Figura 13 Esquema final del Control Adaptativo “Gain Schedule”p. 32
- actualp. 36
- =0.3p. 39
- operación 400 m3/h, con una carga que genera un =0.3p. 40
- operación 400 m3/h, con una carga que genera un =0.3p. 41
- Tabla 1. Pruebas Propuestasp. 23
- Tabla 2. Funciones de transferencia ajustadas a cada casop. 28
- Tabla 3. Intervalo de operación por tramosp. 31
- W Qp. 23
- W Q escenario extremo con cargap. 34
- operaciónp. 31
- operaciónp. 31