ANALISIS DEL ARITICULO CIENTIFICO DE SISTEMAS TITO

     UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO[pic 1][pic 2]

               FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y SISTEMAS.

              ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA.

CURSO: Control De Procesos II

TEMA: Análisis De Articulo Científico

DOCENTE: Salinas Mena Mateo Alejandro

ESTUDIANTE: Chino Mamani Alexander

SEMESTRE: VII

ANALISIS DEL ARTICULO CIENTIFICO DE SISTEMAS TITO (POR SAEED TAVAKOLI) EN SISTEMAS MIMO (DOS ENTRADAS DOS SALIDAS)

Ajustes de controladores PI (PID) descentralizados para procesos TITO

RESUMEN:

El siguiente articulo está basado en el análisis dimensional, se presenta un método de ajuste de PI descentralizado (PID) para procesos de dos entradas y dos salidas. Primero, el proceso se desacopla mediante una matriz de desacoplamiento. A continuación, se determina un modelo de primer (segundo) orden más tiempo muerto para cada elemento del proceso desacoplado. Luego, se obtiene un controlador PI descentralizado (PID) utilizando el método de ajuste adimensional. Para demostrar el rendimiento del método propuesto, se aplica a cuatro procesos, incluido un motor a reacción Rolls-Royce.

INTRODUCCIÓN:

El controlador PID es el controlador más utilizado en el control de procesos, debido a su notable eficacia y simplicidad de implementación. Aunque este controlador tiene solo tres parámetros, no es fácil encontrar sus valores óptimos sin un procedimiento sistemático Como resultado, los buenos métodos de ajuste de PI (PID) son extremadamente deseables debido a su uso generalizado.

Generalmente, la mayoría de los procesos industriales son sistemas multivariables.

• En primer lugar, el acoplamiento cruzado de los canales del proceso dificulta el diseño de cada bucle de forma independiente.
• En segundo lugar, para el controlador PID de matriz completa, los parámetros 3np deben ser sintonizado donde n es el número de entradas y p es el número de salidas.

 Los sistemas de dos entradas y dos salidas (TITO) son una de las categorías más prevalentes de sistemas multivariables.

En este artículo, se utiliza una matriz desacopladora junto con un controlador PI (PID) enfocado para controlar un proceso TITO. Este articulo está organizado de la siguiente manera. El desacoplamiento de un proceso TITO se analiza en la sección 2. En la sección 3, se determina un modelo de primer orden más el tiempo muerto (FOPDT) o un modelo de segundo orden más el tiempo muerto (SOPDT) para un proceso de orden superior. Las fórmulas de ajuste de PI optimas (PID) para modelos FOPDT (SOPDT) se dan en la sección 4. En la sección 5, el método propuesto se aplica a cuatro procesos TITO para mostrar su desempeño y efectividad. Al final se extraen las observaciones finales.

DESACOPLAMIENTO

El proceso TITO se muestra como sigue:

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Se supone que los elementos diagonales o fuera de la diagonal de  no tienes polos de semiplano derecho (RHP).[pic 4]

Caso 1: se supone que los elementos fuera de la diagonal de G (s) no tienen polos RHP. Otro supuesto es que los elementos diagonales de G (s) no tienen ceros RHP.

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Con  ,,  y  mostrados en la ecuación (3)[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

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, mostrado en la ecuación (4), es una matriz diagonal.[pic 13]

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Q(s) debe controlarse a través de un controlador PI (PID) descentralizado. En otras palabras, q1 (s) y q2 (s), que son dos plantas SISO, se controlan a través de k1 (s) y k2 (s), respectivamente, mientras que cada elemento diagonal principal de la matriz de control descentralizada es un PI (PID) controlador.

Caso 2: Si no hay polos RHP en diagonal y no hay ceros RHP en elementos fuera de la diagonal de G (s), el desacoplador en la Ecuación. (5) se puede utilizar.

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Caso 3: asumiendo un estable G (s), si tanto los elementos diagonales como fuera de la diagonal de G (s) tienen ceros RHP, no se puede obtener un desacoplador estable usando desacopladores en las Ecuaciones. (2) o (5).

REDUCCION DE MODELOS

En esta sección se determina un modelo de primer (segundo) orden más tiempo muerto para cada elemento del proceso desacoplado.

Modelo aproximado FOPDT

La aproximación de procesos de orden superior mediante modelos de orden inferior más tiempo muerto es una práctica común. Aunque un modelo FOPDT no captura todas las características de un proceso de orden superior, a menudo describe razonablemente la ganancia del proceso, la constante de tiempo general y el tiempo muerto efectivo de dicho proceso. Para encontrar un modelo FOPDT aproximado para h (s), que es un elemento de H (s), tres parámetros desconocidos en la Ecuación. (6), a saber, kp, td y T, deben determinarse

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El ajuste de gráficos de Nyquist de modelos de orden alto y bajo en puntos particulares se utilizó con éxito. En este artículo, Ecuación. (7) se sugiere calcular los valores de k, t y T. Esta ecuación indica que la ganancia en estado estable y el margen de ganancia son los mismos para el proceso de orden superior y el modelo FOPDT

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donde la frecuencia de cruce, o, del sistema original se determina utilizando:

[pic 19]

Como resultado, los parámetros del modelo FOPDT se pueden calcular usando:

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Modelo aproximado SOPDT

Aunque una gran cantidad de procesos industriales se pueden modelar con bastante precisión utilizando una función de transferencia FOPDT, si un proceso tiene una respuesta escalonada oscilatoria, un modelo FOPDT no puede modelar bien el proceso. En este caso, se puede obtener un modelo más preciso del proceso utilizando el modelo SOPDT en:

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Cuatro parámetros desconocidos en la ecuación. (10) debe determinarse para encontrar un modelo SOPDT aproximado para cada elemento de Q (s). Para hacerlo, Ecuación. (11) debe resolverse

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dónde  se determina usando:[pic 23]

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 y  se puede escribir como se muestra a continuación:[pic 25][pic 26]

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Insertando Ecuación. (13) en la ecuación. (11) resulta:

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Para simplificar estas ecuaciones, las Ecuaciones. (14) y (17) se fusionan para formar:

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Usando el método de Newton-Raphson, td se determina a partir de la Ecuación. (18). Fusión de Ecuaciones. (15) y (16), resulta en:

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Ecuación. (19) da el valor de . Luego,  y  se determinan a partir de las Ecuaciones. (15) y (14), respectivamente.[pic 31][pic 32][pic 33]

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