Proyecto Final Control Analogico 2012-2

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

299005 - CONTROL ANALÓGICO PERÍODO 2012-II

GUÍA DE PROYECTO FINAL

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GUÍA DE ACTIVIDADES

Actividad No. 11

PROYECTO EVALUACIÓN NACIONAL (CURSO EVALUADO POR PR OYECTO)

Nombre del curso: Control Analógico

Temáticas revisadas:

Unidad 1: Análisis y Diseño de Sistemas de Control SISO

Unidad 2: Diseño e Implementación de Sistemas de Control

Objetivos:

• Analizar el comportamiento de un sistema a lazo abierto y a lazo cerrado bajo entradas impulso y escalón

• Establecer la estabilidad de un sistema bajo el criterio de Routh-Hurwitz • Diseñar un controlador PID para un sistema determinado con el fin de

cumplir parámetros solicitados

Aspectos generales del proyecto:

• El curso Control Analógico no será evaluado mediante la prueba final de carácter objetivo (Examen final), el estudiante no tiene la opción de presentar la prueba única del 100%

• El 40% de la nota final se obtendrá de la presentación y entrega del presente proyecto.

• En la circular 400-045 del 14 de septiembre del 2010, se indica lo siguiente: “Se transcribe la decisión que el Consejo de la ECBTI en sesión del 29 de julio del 2010 tomó en relación con la habilitación de los cursos metodológicos y los que tienen evaluación por proyecto: 1. Los cursos metodológicos no serán habilitables y 2. Los cursos evaluados por proyectos no serán habilitables ni podrán ser evaluados mediante prueba única.

Estrategia de aprendizaje:

Aprendizaje basado en proyectos




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Espacio para el desarrollo del proyecto: Foro Act 11: Proyecto Final

Cada integrante del grupo debe ingresar permanentemente a ese espacio durante el tiempo establecido en la agenda para el desarrollo del proyecto

Puntaje máximo: 200 puntos / 500 puntos totales

Guía de actividades:

El grupo colaborativo debe resolver los siguientes puntos:

1. Un sistema que controla una planta de temperatura dentro de un proceso industrial tiene la siguiente estructura:

Modelar el sistema en lazo abierto (sin realimentación), donde se involucren solamente el regulador y la planta. Se sugiere el uso de Matlab, scilab u otro software que esté a su alcance . Una vez realizado esto, se debe variar la ganancia del regulador de forma sistemática y observar la respuesta del sistema cuando la entrada C(s) es un escalón y cuando es un impulso.

Se deben tomar pantallazos de las diferentes respuestas, y completar la siguiente tabla con los valores de K indicados.




3

Valor de K

ENTRADA IMAGEN DE LA RESPUESTA (PANTALLAZO)

1 IMPULSO

1 ESCALON

3 IMPULSO

3 ESCALON

6 IMPULSO

6 ESCALON

9 IMPULSO

9 ESCALON

Tabla 1. Respuesta del Sistema en Lazo Abierto

Posteriormente, se debe modelar el sistema realimentado (lazo cerrado) donde se involucren el regulador, la planta y el sensor como originalmente se encuentra. De igual forma, realizar la variación de la ganancia del regulador con entradas impulso y escalón y completar la siguiente tabla




4

Valor de K

ENTRADA IMAGEN DE LA RESPUESTA (PANTALLAZO)

1 IMPULSO

1 ESCALON

3 IMPULSO

3 ESCALON

6 IMPULSO

6 ESCALON

9 IMPULSO

9 ESCALON

Tabla 2. Respuesta del Sistema en Lazo Cerrado

Responder las siguientes preguntas:

• ¿Qué efectos produce en la salida la variación de la ganancia del regulador en lazo abierto ante una entrada escalón?

• ¿Qué efectos produce en la salida la variación de la ganancia del regulador en lazo abierto ante una entrada impulso?

• ¿De qué manera influye la ganancia K en la estabilidad del sistema? • ¿De qué manera influye la ganancia K en el tiempo de asentamiento de la

respuesta del sistema? • ¿Cuál es la influencia de la realimentación en la estabilidad del sistema?




5

2. Utilizando el criterio de Routh-Hurwitz, especificar el rango de K para el cual el siguiente sistema es estable

Se debe especificar todo el procedimiento empleado, incluyendo la forma de calcular el arreglo de Routh-Hurwitz

3. Diseñar un controlador PID para una planta con la siguiente función de transferencia (utilizar realimentación unitaria en el lazo de control):

El diseño se debe elaborar de tal forma que el sistema ya realimentado obtenga una respuesta con las siguientes características:

• Tiempo de establecimiento menor a 3 segundos • Sobreimpulso menor al 8%

Utilizar el método deseado para el diseño. Se debe especificar todo el procedimiento empleado en el cálculo de las constantes del controlador y su respectiva sintonización. Modelar en matlab, scilab u otros cuando sea necesario y finalmente, el controlador diseñado debe aplicarse a la planta modelando el lazo de control en el software y mostrando su respectiva respuesta.




6

Especificaciones del documento final:

1. Portada

2. Introducción

3. Desarrollo del primer punto

4. Desarrollo del segundo punto (cálculos, arreglo de Routh-Hurwitz, explicación)

5. Desarrollo del tercer punto (cálculo de constantes, explicación, gráficas, etc)

6. Conclusiones (mínimo 5)

7. Bibliografía

Especificaciones del archivo a entregar

El desarrollo de los puntos junto con los demás ítems anteriormente citados, se debe realizar en un archivo formato pdf. Adicional a ello, se debe entregar un archivo de matlab (simulink) de extensión .mdl o en su defecto el que genere scilab o el software empleado, con el diseño del tercer punto; con dicho archivo se corroborará la información que se entrega en el pdf y se analizará si el controlador cumple con el diseño propuesto.

Los dos archivos finales (pdf y modelo en software) se deben entregar en una carpeta comprimida que deberán nombrar de la siguiente manera:

Grupo_xxx_proyecto final_control analogico




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Rúbrica de Evaluación

Item Evaluado Valoración Baja Valoración Media Valoración Alta Máximo

Puntaje

Participación en el

proyecto

El estudiante

nunca participó

del trabajo en

equipo dentro del

foro asignado

(0 puntos)

El estudiante

participó del

trabajo en equipo,

pero sus aportes

no fueron

significativos y/o

no fueron

pertinentes al

proyecto

(15 puntos)

El estudiante

participó de

manera pertinente

en la actividad.

(40 puntos) 40

Estructura del

Informe

El equipo no tuvo

en cuenta las

normas básicas

para la

construcción del

informe

(5 puntos)

Aunque el

documento

presenta una

estructura base, la

misma carece de

algunos elementos

del cuerpo

solicitado

(10 puntos)

El documento

presenta una

excelente

estructura y

contiene todos los

puntos solicitados

en la guía.

(20 puntos)

20

Archivo adjunto

(software)

El grupo

colaborativo no

adjuntó el archivo

soporte del punto

3 del proyecto,

creado en el

software

empleado

(0 puntos)

Aunque el grupo

colaborativo

adjuntó el archivo

soporte del punto

3, al corroborar el

diseño éste no

cumplió con lo

propuesto

(8 puntos)

El grupo

colaborativo

adjuntó el archivo

soporte del punto

3, cumpliendo con

los parámetros del

diseño propuesto.

(15 puntos)

15




8

Desarrollo del

punto 1

En el informe

entregado en pdf,

no se relacionó el

desarrollo del

punto 1

(0 puntos)

Se desarrolló el

punto 1, pero su

procedimiento

presenta falencias

o está incompleto

(15 puntos)

El grupo desarrolló

de manera correcta

el punto 1

(30 puntos) 30

Desarrollo del

punto 2

En el informe

entregado en pdf,

no se relacionó el

desarrollo del

punto 2

(0 puntos)

Se desarrolló el

punto 2, pero su

procedimiento

presenta falencias

o está incompleto

(15 puntos)


de manera correcta

el punto 2

(30 puntos) 30

Desarrollo del

punto 3

En el informe

entregado en pdf,

no se relacionó el

desarrollo del

punto 3

(0 puntos)

Se desarrolló el

punto 3, pero su

procedimiento

presenta falencias

o está incompleto

(30 puntos)


de manera correcta

el punto 3

(50 puntos) 50

Referencias

El documento no

presenta

referencias

bibliográficas o

cibergráficas

(5 puntos)

Se maneja de

manera

inadecuada el uso

de citas y

referencias

(10 puntos)

El manejo de citas y

referencias es

satisfactorio

(15 puntos) 15

TOTAL DE PUNTOS POSIBLES 200

NOTA: ESTUDIANTE QUE NO PARTICIPE EN EL PROYECTO FI NAL, SU CALIFICACIÓN EN EL 40% SERÁ 0.0

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