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control analogo tarea 3, Guías, Proyectos, Investigaciones de Control de Procesos

ejercicios de la tarea 3 y ene este esta el desarrollo y tambien sus diferentes aportes que se realisan mas el del aplicativo

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021
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Subido el 12/12/2021

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Tarea 3 - Metodologías
de diseño según respuesta en frecuencia y sintonización de
controladores.
Willen Johan Niño Sierra
1002523209
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Vicerrectoría Académica y de Investigación
Curso: Control Análogo
Código: 203040
La actividad consiste en: Cada estudiante deberá desarrollar de manera individual y subir al foro la
solución a cada ejercicio propuesto. Posteriormente, se realizará un debate académico en el foro,
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¡Descarga control analogo tarea 3 y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Control de Procesos solo en Docsity!

Tarea 3 - Metodologías

de diseño según respuesta en frecuencia y sintonización de

controladores.

Willen Johan Niño Sierra

Universidad Nacional Abierta y a Distancia

Vicerrectoría Académica y de Investigación

Curso: Control Análogo

Código: 203040

La actividad consiste en: Cada estudiante deberá desarrollar de manera individual y subir al foro la

solución a cada ejercicio propuesto. Posteriormente, se realizará un debate académico en el foro,

donde los integrantes del grupo colaborativo acordarán para cada punto, cuál de las soluciones es

más completa y está mejor presentada para integrarla al archivo final. El documento final sólo

deberá tener una solución por cada ejercicio. Los ejercicios para resolver son los siguientes:

1. Se debe diseñar un compensador usando metodologías de respuesta en frecuencia de tal forma

que al implementarlo sobre la planta representada en la Ecuación 1, el sistema en lazo cerrado

generado, 2 frente a la aplicación de una entrada escalón unitario de magnitud 10, se desempeñe

con un porcentaje de sobrepasamiento no mayor al 20%, un tiempo de establecimiento menor a 3

segundos y un error de estado estable menor al 1%.

G 1 ( s ) =

s

2

+ 3 s + 7

Con esto vamos a empezar por diseñar la ecuación para poder empezar a estabilizar el sistema con la metodología del compensador de ganancia, lo primero será hacer el diagrama de bode clc clear all Mos=20; %%compensador de ganancia nump=5; a0=1; a1=3; a2=7; Gp= tf((nump),[a0 a1 a2]); figure(1) margin(Gp) grid on Vamos a encontrar lo sigiente El máximo de obershut el cual es 0,095 por que es de -9.5 porciento zeta=sqrt(log(Mos/100)^2/(pi^2+log(Mos/100)^2)); El coeficiente de amortiguamiento pm=atand(2zeta/(sqrt(-2zeta^2+sqrt(1+4*zeta^4))));

como podemos observar el sistema se estabilisa alredeor de los 3 segundos con una amplitud

menor a 10

2. Se debe diseñar un compensador usando metodologías de respuesta en frecuencia de tal forma

que al implementarlo sobre la planta representada en la Ecuación 2, el sistema en lazo cerrado

generado, frente a la aplicación de una entrada escalón unitario de magnitud 10, se desempeñe

con un porcentaje de sobrepasamiento no mayor al 15%, un tiempo de establecimiento menor a 3

segundos y un error de estado estable menor al 1%.

G 1 ( s ) =

s ( 7 s + 3 )

posible 1

Con esto vamos a empezar por diseñar la ecuación para poder empezar a estabilizar el sistema con la metodología del compensador de ganancia, lo primero será hacer el diagrama de bode Mos=15; %%compensador de ganancia s=tf('s'); nump=3; denp=s((7s)+3); Gp= nump/denp; figure(1) margin(Gp) grid on Vamos a encontrar lo sigiente El máximo de obershut el cual es 0,095 por que es de -9.5 porciento zeta=sqrt(log(Mos/100)^2/(pi^2+log(Mos/100)^2)); El coeficiente de amortiguamiento pm=atand(2zeta/(sqrt(-2zeta^2+sqrt(1+4*zeta^4)))); El margen de fase p=-180+pm; Vamos a buscar en el diagrama de bode donde la fase Recordemos que la fase es de -180 mas la margen de fase el cual nos daría

[mag,phase,wout]=bode(Gp); wm=interp1(squeeze(phase),wout,p); Am= interp1(squeeze(phase), squeeze(mag),p); Kc=1/Am; ganancia=20log10(Am); opt=stepDataOptions('StepAmplitude',10); figure(2); step(feedback(KcGp,1),opt)

si intentamos este sistemas por condicion de ganacia este se estabilizara pero superando el

tiempo y la amplitude deseada por lo tanto se intentara con otro metodo

Possible 2

clc clear all Mos=15; Kc=39.9910; %%compensador de ganancia s=tf('s'); nump=3; denp=s((7s)+3); Gp= nump/denp; figure(1) margin(KcGp) grid on %% Vamos a encontrar lo sigiente El máximo de obershut el cual es 0,095 por que es de -9.5 porciento zeta=sqrt(log(Mos/100)^2/(pi^2+log(Mos/100)^2)); El coeficiente de amortiguamiento pm=atand(2zeta/(sqrt(-2zeta^2+sqrt(1+4*zeta^4)))); El margen de fase p=-180+pm; Vamos a buscar en el diagrama de bode donde la fase Recordemos que la fase es de -180 mas la margen de fase el cual nos daría

p=-180+pm; [mag,phase,wout]=bode(KcGp); wm=interp1(squeeze(phase),wout,p); Am= interp1(squeeze(phase), squeeze(mag),p); alpha=10^(Am/20); wz=0.1wm; wp=wz/alpha; k=Kcwp/wz; Gc=k(s+wz)/(s+wp); Gol=series (Gp,Gc); opt=stepDataOptions('StepAmplitude',10); figure(2); step(feedback(Gol,1),opt) Como podemos ver en este no se estabilisa por lo tanto ahora utilizaremos la ultima opción

Possible 3

Debido a un error de matlav online no se pudo desarrollar este debido a que este n contaba con

una de las opciones la cual no permite avanzar el problema se desarrollan dos ejercicios uno de

ellos fue el visto en la web conference y el otro esel del ejercicio normal y en ambo se observa que

no corre bien el programa

clc clear all Mos=15; tp=0.1 ; Kc=39.9910; %%compensador de ganancia s=tf('s'); nump=3; denp=s((7*s)+3);

Gp= nump/denp; figure(1) margin(KcGp) grid on zeta=sqrt(log(Mos/100)^2/(pi^2+log(Mos/100)^2)); wBW =Wbw(zeta,tp,'tp'); pm=atand(2zeta/(sqrt(-2zeta^2+sqrt(1+4zeta^4)))); [MG,MF,Wcg,Wcp]=margin(KcGp); pmax=pm+10-MF; beta = (1-sind(pmax))/(1+sind(pmax)); m=1/sqrt(beta); [mag,phase,wout]=bode(Gp); wmax=interp1(squeeze(mag),wout,p); T=1/(wmaxsqrt(beta)); Gc=(s+1/T)/(s+1/(betaT)); k=1/dcgain(Gc); Gol=series (KcGp,k*Gc); opt=stepDataOptions('StepAmplitude',10); figure(2); step(feedback(Gol,1),opt)

solamente nos da un grafico el de bode pero no nos da el grafico de la estabilidad del sistema

Ejercicio de la web conference junto programación

Mos=20; tp=0.1 ; kv=40; %%compensador de ganancia s=tf('s'); nump=100;

BIBLOGRAFIA

Arnáez, E. (2014). Análisis de sistemas de control en el dominio de la frecuencia. En: Enfoque

práctico del control moderno: con aplicaciones en Matlab (1 ed) (pág 65-116). Lima, Perú:

Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). Recuperado de: https://elibro-

net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/lc/unad/titulos/

Ñeco, R., Reinoso, O. y García, N. (2013). Diseño de sistemas continuos de control: Método de

respuesta en frecuencia. En: Apuntes de sistemas de control (1 ed) (pág. 179-201). Alicante,

España: Ed ECU. Recuperado de:

https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/lc/unad/titulos/

Ñeco, R., Reinoso, O. y García, N. (2013). Diseño de sistemas continuos de control:

Consideraciones sobre el diseño y acciones básicas de control. En: Apuntes de sistemas de

control (1 ed) (pág. 134-145). Alicante, España: Ed ECU. Recuperado de https://elibro-

net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/lc/unad/titulos/

Muñoz, J., Muñoz, L. y Rivera, C. (2014). Sintonización de controladores PID. En: Control

automático I: estrategias de control clásico (1 ed) (pág 183-202). Ibagué, Colombia: Sello

editorial Universidad del Tolima. Recuperado de: https://elibro-

net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/lc/unad/titulos/