Diseño e implementación de un módulo didáctico para controlar nivel en dos tanques utilizando controladores PID, Cascada y Feedforward

Tapia Mullo, Jeysson Andrés

2019-03-19

T-IE/4849/CD 9572
Tapia Mullo, J. A. (2019). Diseño e implementación de un módulo didáctico para controlar nivel en dos tanques utilizando controladores PID, Cascada y Feedforward. 168 hojas. Quito : EPN.

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In this document a didactic module is developed in both simulation and implementation, this module allows controlling level in two tanks with an internal flow control, using PID, Cascade and Feedforward controllers. In simulation, coupling analysis and implementation of decouplers is performed by linearization with Taylor’s series. The approximation to a first-order system with delay using FIT3 is used for calculating control’s constants through tuning equations. In the implementation, the coupling analysis was performed with FIT3, and with it is calculated control’s constants through tuning equations. Integral Scuare Error (ISE) was used to verify the efficiency of the three different controllers implemented in both the simulation and the physical module. Cascade controller is the most efficient for the internal loop disturbance and the Feedforward controller is the most efficient for a disturbance which has the measurement of its effect on the system.

Rodas Benalcázar, Ana Verónica, director

En el presente trabajo se desarrolló un módulo didáctico tanto en simulación como en implementación en el cual se puede realizar el control de nivel de 2 tanques con un control interno de caudal, usando controladores PID, Cascada y Feedforward. Para la simulación se modeló al sistema y realizó el análisis de acoplamiento e implementación de desacopladores mediante la linealización con series de Taylor y para el cálculo de controladores se aproximó el modelo a un sistema de primer orden con retardo mediante FIT3, para con esto calcular los controladores mediante las ecuaciones de sintonización; en la implementación el análisis de acoplamiento fue realizado con FIT3, usando esta aproximación se realizó el calculo de las constantes de los controladores, mediante las ecuaciones de sintonización. Para comprobar la eficiencia de los tres diferentes controladores implementados tanto en simulación como en el módulo físico, se utilizó la integral cuadrática del error (ISE); dando como resultado que el controlador en Cascada es el más eficiente para la perturbación del lazo interno y el controlador Feedforward es el más eficiente para una perturbación de la cual se tiene la medición de su efecto sobre el sistema

MODELAMIENTO; INDUSTRIAL; INSTRUMENTACIÓN;