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Sistemas dinámicos
Actividad etapa 4 Desarrollar simulación final sistema dinámico
Juan pablo Hernandez Hernandez Código: 1110529816 William de Jesús pulido código:
Tutor Juan Carlos Amaya
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD 19 de mayo de 2017 Ibagué
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Introducción
Para el desarrollo de esta fase de trabajo se procede en realizar la simulación en Matlab, de los resultados basados en etapas de trabajo por unidades, la cual permite generar una respuesta asertiva de lo que será el modelo matemático más próximo, para el circuito analizado. Con ello se generarán señales trabajas en el software Matlab a fin de comprender de las magnitudes que se generan con cada función y ecuación. Además, aplicamos un análisis apropiado para dar solución y demostración a través de la teoría y resultados de las gráficas, proyectando el mejor modelo, que represente el circuito.
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Desarrollo actividad etapa 4 Solución actividades practicas 1 utilice matlab para aplicar a la ecuación diferencial no lineal encontrada en la Etapa 1, a la función de transferencia encontrada en la Etapa 2 y a los modelos ARX, ARMAX, Output Error y Box-Jenkins identificados en la Etapa 3, una señal de entrada de prueba suministrada por el docente, y simule los diferentes sistemas.
Resultado etapa 1 aplicación en Matlab de la ecuación diferencial no lineal:
Se grafica el sistema generado a partir de la ecuación, colocamos el elemento scope, para proceder en verificar la función grafica total de la ecuación:
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Obtenemos datos respecto la frecuencia y magnitud de la ecuación diferencial.
Resultado función de transferencia etapa 2 Código num=[0 1]; den=[1 6]; Glc=tf(num,den) en esta función se genera la grafica num = [0 1]; den=[1 6]; step(num,den)
el programa identifica la operación y procede en graficar:
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Digitamos el segundo código adjunto para que muestre la función:
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Representamos en simulink
Simulación
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Resultados etapa 3 modelos del sistema
Modelo arx del sistema
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Modelo armax del sistema
Modelo output error
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Modelo box Jenkins
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Analice la respuesta obtenida y compare la salida de cada modelo con la salida que se obtiene del proceso real ante la misma entrada, con el fin de validar y seleccionar el modelo más preciso.
Comparación de las soluciones:
TIPO DE
RELACIÓN MATEMÁTICA
SISTEMA LINEAL
NO LINEAL
𝐺(𝑠) =
1 2𝑠 + 1
𝑒𝑜 ′(𝑡) + 0.5√𝑒𝑜 ′(𝑡) = 0.5𝑖𝑖 (𝑡)
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Comparación en matlab: Diagrama de bloques
grafica de salida 4 salidas.
1 salida
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Modelos con sistema con el toolbox de ident:
mejor modelo: Con relación a los resultados y como se aprecia en la situación, se puede determinar que el mejor modelo es el no lineal, ya que es el modelo que se asemeja más a la realidad, este modelo es el resultado del primer modelo, es un modelo que permite incorporar un filtro, con el fin de eliminar todos aquellos voltajes anormales o parásitos que puedan generar una falla del sistema y por ende pararlo. Este modelo es el más simple, ya que se pudo obtener la ecuación del sistema mediante fórmulas matemáticas, utilizando la ley de mallas.
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Teórica: 1. Realice un análisis de cuál modelo seleccionaría su grupo para ser utilizado en el sistema de monitoreo y diagnóstico de fallas. Tenga en cuenta el compromiso entre precisión del modelo frente a simplicidad del mismo.
El modelo seleccionado se realiza mediante la función de la ecuación no lineal, demostrado gráficamente en Matlab. Con ello se determina lo siguiente: El objetivo es que la supervisión de un proceso sirva para determinar el estado actual de los sistemas; además de indicar los estados no deseados o no permitidos para tomar las acciones adecuadas para prevenir accidentes o daños en el equipo. Entonces la desviación del comportamiento normal de los procesos es resultado de las fallas y errores de funcionamiento, los cuales se atribuyen a causas muy variadas. Un proceso P o línea de producción se considera que es un sistema abierto y que este tiene entradas y salidas U(t) y Y(t) que son medibles. Las fallas dentro de este se deben entonces a causas externas o causas internas. Pueden ser por causas externas que, pueden ser ambientales tales como la humedad, radiación electromagnética, entre otras. Entre las causas internas pueden considerarse la falta de lubricación, desgaste, sobrecalentamiento, fugas, cortos circuito etc. Las fallas F(t) tienden a afectar los parámetros internos del proceso como es el caso de las resistencias y las capacitancias en un sistema eléctrico, o la rigidez de las variables de estado internas, como cambios en el flujo másico, corrientes, o temperaturas para el caso de los sistemas termodinámicos.
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La supervisión de procesos en condiciones normales se realiza comúnmente mediante el chequeo de los valores límite, o el disparo de valores de algunas de las variables de salida medibles, esto significa que se tiene que medir si las cantidades se encuentran dentro de una zona de tolerancia, si los valores se salen de la zona de tolerancia entonces se dispara una alarma. De esta manera podemos establecer que las principales tareas de la supervisión son: 1. Monitoreo. Las variables medibles son revisadas con respecto a las tolerancias y se generan alarmas para el operador. Después de que una alarma se dispara el operador entonces tiene que tomar las acciones correctivas apropiadas. 2. Protección automática. En el caso de un estado peligroso en el proceso, la acción correctiva debe de ser generada de manera automática. Comúnmente el proceso es llevado a un estado seguro, el cual es comúnmente un paro de emergencia. se puede observar la manera que se utilizan el monitoreo y la protección automática, agregándolos como niveles adicionales al proceso, cada uno de estos niveles contiene bloques adicionales que son agregados al proceso, el nivel de monitoreo contiene los bloques de procesamiento de señales y alarmas, el nivel de protección contiene los bloques de protección automática y cambio de estado:
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El objetivo de la detección temprana de fallas y diagnóstico es el de obtener tiempo suficiente para tomar acción correctiva como reconfiguración, y mantenimiento planeado o reparación. Modelo de bloque para el sistema de falla y diagnostico Sistema de control de procesos
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Conclusión
En base al de desarrollo de las temáticas de trabajo por etapas, se representa el modelo indicado para el circuito compuesto de la máquina que se verifica, hallando el modelo de ecuación no lineal como apropiada, observando a través de sus simulaciones y graficas que permite detectar voltajes fuera del rango apropiado para su debida operación, observando también su frecuencia respecto al tiempo representado. Se realizó mediante el diagrama de bloques el sistema para la detección de fallar del previo circuito, con ello se observan los pasos a seguir, para la previa corrección de este circuito.
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Bibliografía
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