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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

(Ciclo Académico: 2016-1)

Fecha: 23/ 01 / 2016 Duración: 110 minutosNo se permite: El uso de libros, apuntes de clase, calculadoras ni celulares.

Tema: D Estudiante: Salinas López, José Luis Eduardo Código: 20020261i

P1) Las Figuras (a) y (b) representan, respectivamente, el diagrama pictórico y el diagrama de tuberías e instrumentos (P&D) de un sistema de control de temperatura.

(b) (a)

Relacionando las Figuras (a) y (b), escriba los tags (etiquetas) de cada dispositivo del lazo de control de temperatura 213, dentro de los bloques de la Figura (c); así mismo, escriba lo que corresponda después de los dos puntos de las palabras escritas en el diagrama de bloques. Asuma que por las líneas punteadas en las Figuras (a) y (b) fluye corriente en el rango de 4 a 20mA. (4P)

(c)

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Set Point: Error:

SalidaDel Controlador:

Energía: Perturbación Externa:

Variable deControl: Variable

Controlada:

Medición de la

P2) En el sistema mostrado en la siguiente Figura, se controla el nivel del líquido en el tanque 2. Se pide: (4P)

a) Dibujar el diagrama de bloques del sistema de control de nivel y escribir dentro de cada bloque del lazo de control el nombre del componente correspondiente; así mismo, escribir las variables correspondientes en las ramas del lazo de control. (Nota._ No hallar Funciones de transferencia para los bloques).

b) Explicar el funcionamiento del sistema de control mostrado.

P3) Considere el sistema térmico mostrado en la siguiente Figura, que consiste de tres cuerpos de capacitancias térmicas C1 ,C2 , yC3 y temperaturas T 1 ( t ) ,T 2 (t ) yT 3(t), respectivamente. El cuerpo 1 intercambia calor con el cuerpo2 y con un cuerpo de temperatura constante T 0. El Cuerpo 2 intercambia calor con los cuerpos 1 y 3, mientras que el cuerpo 3 intercambia calor con el cuerpo 2 y recibe un calor u(t) de una fuente externa. Las conductancias térmicas entre los diferentes cuerpos son k 01 , k12 y k23.

a) Escriba las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento del sistema térmico. (4P)

b) Determine la función de transferencia entre la entrada u(t) y la salida T 1 (t ) considerando T 0=0 . (2P)

P4) Halle el diagrama de bloques y la función de transferencia del sistema de control de velocidad siguiente. (6P)

Parámetros del sistema:Jm y JL: Masa inercial del motor y carga, respectivamente.Bm y BL: Fricción viscosa del motor y carga, respectivamente.Ra y La: Resistencia e inductancia de armadura del motor.Km: Constante del motor.Kb: Constante de fuerza contra electromotriz del motor.Kt: Constante del tacómetro electromagnético.Kp: Constante del controlador proporcional.n=N2/ N1: Relación del tren de engranajes.

Los profesores