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Modelos matematicos y simulacion de sistema neumatico t term

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Jairo Smith Triviño Pineda

on 17 April 2015

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Transcript of Modelos matematicos y simulacion de sistema neumatico t term

JAIRO SMITH TRIVIÑO P.
JOSE CONTRERAS G.
ANGELLY LONDOÑO O.
Sistema
Encontramos 2 tipos de sistemas:
Sistema térmico
Los sistemas térmicos son aquellos que involucran la transferencia de calor de una sustancia a otra. Estos sistemas se analizan en términos de resistencia y capacitancia, aunque la capacitancia térmica y la resistencia térmica tal vez no se representen con precisión como elementos de parámetros concentrados, como, por lo general, están distribuidos en todas las sustancias.

El calor fluye de una sustancia a otra de tres formas diferentes: por conducción, por convección por radiación. Aquí sólo se considerarán la conducción y la convección.
¿Que es un sistema dinámico?
En la predicción del comportamiento dinámico de un sistema (fase de análisis), o en su mejora en la evolución temporal o frecuencial (fase de diseño), se requiere del conocimiento del modelo matemático tanto del equipo como de las señales que hay en su alrededor (Dpto. Electrónica, Automática e Informática Industrial).
Comparación entre Sistema hidráulico y Sistema neumático
1. El aire y los gases son compresibles, en tanto que el aceite no lo es.
2. El aire carece de la propiedad lubricante y siempre contiene vapor de agua. El aceite
funciona como un fluido hidráulico al igual que como lubricante.
3. La presión de operación normal de los sistemas neumáticos es mucho más baja que la de
los sistemas hidráulicos.
4. Las potencias de salida de los sistemas neumáticos son considerablemente menores que
las de los sistemas hidráulicos.
5. La precisión de los actuadores neumáticos es deficiente a bajas velocidades, en tanto que
la precisión de los actuadores hidráulicos es satisfactoria en todas las velocidades.
6. En los sistemas neumáticos, se permite un cierto grado de escape externo, pero debe evitarse
el escape interno debido a que la diferencia de presión efectiva es bastante pequeña.
En los sistemas hidráulicos se permite un cierto grado de escape interno, pero debe evitarse
el escape externo.
7. En los sistemas neumáticos no se requieren tubos de recuperación cuando se usa aire, en
tanto que siempre se necesitan en los sistemas hidráulicos.
8. La temperatura de operación normal de los sistemas neumáticos es de 5 a 60 oC (41 a
140 oF). Sin embargo, el sistema neumático opera en el rango de 0 a 200 oC (32 a
392 oF). Los sistemas neumáticos son insensibles a los cambios de temperatura, a diferencia
de los sistemas hidráulicos, en los cuales la fricción de los fluidos provocada por
la viscosidad depende en gran parte de la temperatura. La temperatura de operación normal
de los sistemas hidráulicos es de 20 a 70 oC (68 a 158 oF).
9. Los sistemas neumáticos no corren el riesgo de incendiarse o explotar, al contrario que
los sistemas hidráulicos.
Modelos matemáticos y simulación de sistema neumático y térmico e introducción al control difuso
ejemplo
Bibliografía
- Dpto. Electrónica, Automática e Informática Industrial, Apuntes de Regulación Automática, Capítulo 4: Modelado de los sistemas dinámicos.
- departamento electrónica, automática e informática industrial, modelo matemático de los sistemas dinámicos.
- Ingenieria de control moderna, Katsuhiko Ogata, Person, 5ta Edicion.
-Modern control systems, Richard C. Dorf, Robert H. bishop.
- Universidad nacional de San Juan, Facultad de Ingeniería, Departamento de electrónica y automática, introducción a los sistemas de control y modelo matemático para sistema lineales invariantes en el tiempo.
- Sistema Dinámicos, Ing, Fredy Ruiz, Carrera de ingeniería electrónica, Pontificia Universidad Javeriana, 2013
- Sistemas dinámicos y control 2001, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia.
- lógica difusa, Ramiro, capitulo 3.
- http://es.wikipedia.org/wiki/Conjunto_difuso
- Control difuso, inteligencia artificial, enero 2011.
Sistema Neumático
Las últimas décadas han visto un gran desarrollo de los controladores
neumáticos de baja presión para sistemas de control industrial, que en la actualidad se usan
ampliamente en los procesos industriales. Entre las razones para que estos controladores resulten
atractivos están que son a prueba de explosiones, son sencillos y son fáciles de mantener
Ejemplo
Dibuje un diagrama de bloques del controlador neumático de la Figura 4-30. A continuación,
obtenga la función de transferencia de este controlador. Suponga que RdiRi.
Si se elimina la resistencia Rd (y se sustituye con una tubería del tamaño de la línea), ¿qué acción de control se obtiene? Si se elimina la resistencia Ri (y se sustituye con una tubería del tamaño de la línea), ¿qué acción de control se obtiene?
Introducción
el modelo dinámico consta de 3 fases:
¿Que es un sistema estático?

Un sistema se llama estático si su salida en curso depende solamente de la entrada en curso; en un sistema estático la salida permanece constante si la entrada no cambia y cambia solo cuando la entrada cambia.
componentes básicos de un sistema

MIMO ----> Multiple Input Multiple Output

SISO ----> Single Input Single Output
Ejemplo de modelos de sistema
1. sistema mecánico
2. sistema eléctrico
3. sistema electromecánicos
4. sistemas de niveles de líquidos
5. sistema hidráulico
6. sistema neumático
7. sistema térmico
Sistema de presión
Si sólo se suponen
desviaciones pequeñas en las variables a partir de sus valores en estado estable respectivos, este
sistema se considera lineal.
Principio básico para obtener una acción de control derivativa
Obtención de una acción de control neumática proporcional-integral
Obtención de una acción de control neumática proporcional-integral-derivativa.
SIMULACIÓN
Introducción control difuso
¿Que es control difuso?
Vídeos
Vídeo
Vídeo
Lofti zadeh, fue quien presento las bases de la lógica difusa. Va en contra de los conceptos de la lógica, donde marca un objeto perteneciente o no a un conjunto, propone el concepto de pertenencias parciales a conjuntos que denomino difusos.
Ejemplo:


Permite a los sistemas tratar con información que no es exacta.
ejemplo:



Logica difusa

- Métodos complejos matemáticos que sean imprecisos

pero no es recomendable utilizarla

- Cuando un modelo matemático ya soluciona eficientemente el problema.

En que situaciones es útil aplicar la lógica difusa

áreas a desarrollar
Control de sistemas:

Algunas aplicaciones

Predicción de terremotos:


Reconocimiento de patrones y visión por ordenador:


Sistemas de información o de conocimiento:


Se define como un conjunto bien definido de elementos o mediante una función de pertenencia µ que toma valores de 0 ó 1 en un universo en discurso para todos los elementos que pertenecer o no al conjunto.
Un conjunto clásico se puede definir con la función mostrada:

Conjuntos clásicos

Un conjunto difuso se encuentra asociado por un valor lingüístico, que esta definido por una palabra.

Conjunto difuso
FUNCIÓN TRIANGULAR:

Funciones de pertenencia

Función trapezoidal:

Tenemos funciones en R y L

función tipo R

Función tipo L

Función gaussiana

La principal aplicación de la lógica difusa son los sistemas de control difuso, que utilizan expresiones difusas para formular las reglas que controlan dichos sistemas.

Control difuso

Estructura de un controlador difuso

Ejemplo
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