ANÁLISIS DE LA INTERACCIÓN CARDIORRESPIRATORIA UTILIZANDO TÉCNICAS NO LINEALES EN PROCESAMIENTO DE DATOS EN PACIENTES SOMETIDOS A LA PRUEBA DE TUBO EN T.

TRABAJO PREVIO

1. Investigar a que hace referencia el término banda proporcional

1. Del manual Controladores digitales de temperatura OMRON E5CN explicar el efecto en la respuesta transitoria de la variable del proceso al modificar la banda proporcional, el tiempo integral y el tiempo derivativo.

1. Del manual Controladores digitales de temperatura OMRON E5CN, explicar las alternativas que presenta el controlador para ajustar las constantes proporcional, integral y derivativa de forma automática. Indicar en qué casos se aplicaría y el procedimiento para configurar cada uno de estos modos.

• AT (Autotuning) al 40%
• AT (Autotuning) al 100%
• ST (Self-tuning)

1. Del manual Controladores digitales de temperatura OMRON E5CN, explicar el uso de la función de rampa a SP para limitar la velocidad de cambio de SP. Indicar el procedimiento para configurar esta función.

PROCEDIMIENTO

Modelo matemático de la planta

1. Asuma valores comerciales para las resistencias y condensadores del circuito eléctrico de la figura 1. Determine la función de transferencia [pic 2]. 

[pic 3]

Fig. 1 Circuito Eléctrico

    [pic 4]

Nota. Ajuste los parámetros del circuito eléctrico de forma que la respuesta transitoria de la tensión del condensador C3 presente un tiempo de establecimiento mayor a medio segundo, ante una entrada escalón unitario.

1. Dada la función de transferencia  evalúe la respuesta transitoria del sistema ante una entrada escalón unitario. Determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado de la tensión del condensador C3.[pic 5]

Control proporcional

1. Ajuste un controlador proporcional en el dispositivo OMRON E5CN ( - ). Analice el efecto de modificar la ganancia de la banda proporcional en la respuesta transitoria del condensador C3. Registre por medio del osciloscopio la respuesta transitoria de la variable del proceso y la acción de control, para dos valores diferentes de banda proporcional. [pic 6][pic 7]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

• ¿Qué valor de la banda proporcional inestabiliza el sistema?

1. Implemente el diagrama de bloques de la figura, donde  es la ganancia proporcional y  corresponde a la función de transferencia del circuito eléctrico; los límites del bloque de saturación son cero y diez voltios. Compare los resultados teóricos con los obtenidos experimentalmente. [pic 9][pic 10]

[pic 11]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

Control proporcional - integral

1. Fije un valor de banda proporcional y analice el efecto de modificar el tiempo integral () en la respuesta transitoria del condensador C3 (Fije ). Registre por medio del osciloscopio la respuesta transitoria de la variable del proceso y la acción de control, para dos valores diferentes de . Garantice que el sistema es estable con los valores que asume para el controlador.[pic 13][pic 14][pic 15]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

1. Implemente el diagrama de bloques de la figura, donde  es la ganancia proporcional,  la constante de tiempo integral y  corresponde a la función de transferencia del circuito eléctrico; los límites del bloque de saturación son cero y diez voltios. Compare los resultados teóricos con los obtenidos experimentalmente. [pic 17][pic 18][pic 19]

[pic 20]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

Control proporcional - derivativo

1. Fije un valor de banda proporcional y analice el efecto de modificar el tiempo derivativo () en la respuesta transitoria del condensador C3 (Fije ). Registre por medio del osciloscopio la respuesta transitoria de la variable del proceso y la acción de control, para dos valores diferentes de . Garantice que el sistema es estable con los valores que asume para el controlador.[pic 22][pic 23][pic 24]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

1. Implemente el diagrama de bloques de la figura, donde  es la ganancia proporcional,  la constante de tiempo derivativo y  corresponde a la función de transferencia del circuito eléctrico; los límites del bloque de saturación son cero y diez voltios. Compare los resultados teóricos con los obtenidos experimentalmente. [pic 26][pic 27][pic 28]

[pic 29]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

Control proporcional – integral - derivativo

1. Dada la función de transferencia  del circuito eléctrico, diseñe un controlador PID utilizando la técnica de ubicación de polos. [pic 31]

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

1. Exprese la función de transferencia del controlador de la forma , donde  es la ganancia proporcional,  la constante de tiempo integral y  la constante de tiempo derivativo.[pic 33][pic 34][pic 35][pic 36]

1. Implemente en el controlador OMRON E5CN el regulador PID diseñado en el numeral anterior. Evalúe la respuesta transitoria ante una entrada escalón y compare la respuesta experimental con la teórica.

Nota. Para la variable del proceso (PV) determine el sobrepaso, tiempo de establecimiento y valor en estado estable.

[pic 40]

1. Configure en el controlador OMRON E5CN la función de rampa a SP. Registre por medio del software CX-Thermo el setpoint, la variable del proceso y la acción de control, al realiza un cambio en el punto de consigna.

Nota. Si el transitorio de las variables no se observa, debido al periodo de muestreo con el cual registra los datos el software Cx-Thermo, registre por medio del osciloscopio la variable del proceso y la acción de control

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