Controlador predictivo de nivel para un sistema hidráulico de tres tanques acoplados sujetos a retardos de tiempo
Predictive control is one of the many control techniques that allows prediction in the behavior of a system. The present work will carry out a modeling of three tanks to implement a model-based predictive controller using the Matlab® MPC Tollbox. The project carried out four phases starting with the...
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Main Authors: | , |
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Other Authors: | |
Format: | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
Language: | spa |
Published: |
Universidad Antonio Nariño
2023
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Subjects: | |
Online Access: | http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/7636 |
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author | Buelvas Sierra, Otilio Alejandro Pastrana Arellano, Andrés |
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collection | DSpace |
description | Predictive control is one of the many control techniques that allows prediction in the
behavior of a system. The present work will carry out a modeling of three tanks to
implement a model-based predictive controller using the Matlab® MPC Tollbox. The project
carried out four phases starting with the modeling of the storage system which includes the
elements for filling and emptying the tank. The second step is to design the MPC controller
with delay times in mind. As a third phase, the storage system was simulated by introducing
variables that allow us to validate the dynamic behavior of the system. Finally, the graphical
interface that allows us to observe and manipulate the simulation in real time was executed.
As a result, for a plant with three coupled tanks, the non-linear model that characterizes
the dynamic response of the process was obtained, obtaining a model where the flow of
the main valve is taken as the input variable and the level of the third tank as the output
variable. On the other hand, the predictive control presents better performance values than
the PID controller, both with very close settling times. |
format | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
id | repositorio.uan.edu.co-123456789-7636 |
institution | Repositorio Digital UAN |
language | spa |
publishDate | 2023 |
publisher | Universidad Antonio Nariño |
record_format | dspace |
spelling | repositorio.uan.edu.co-123456789-76362024-10-09T23:10:53Z Controlador predictivo de nivel para un sistema hidráulico de tres tanques acoplados sujetos a retardos de tiempo Buelvas Sierra, Otilio Alejandro Pastrana Arellano, Andrés Erazo Ordoñez, Christian Camilo MPC Controlador de nivel Tanques acoplados MPC Level controller Tanks coupled Predictive control is one of the many control techniques that allows prediction in the behavior of a system. The present work will carry out a modeling of three tanks to implement a model-based predictive controller using the Matlab® MPC Tollbox. The project carried out four phases starting with the modeling of the storage system which includes the elements for filling and emptying the tank. The second step is to design the MPC controller with delay times in mind. As a third phase, the storage system was simulated by introducing variables that allow us to validate the dynamic behavior of the system. Finally, the graphical interface that allows us to observe and manipulate the simulation in real time was executed. As a result, for a plant with three coupled tanks, the non-linear model that characterizes the dynamic response of the process was obtained, obtaining a model where the flow of the main valve is taken as the input variable and the level of the third tank as the output variable. On the other hand, the predictive control presents better performance values than the PID controller, both with very close settling times. El control predictivo, es una de las tantas técnicas de control que permite la predicción en el comportamiento de un sistema. El presente trabajo realizará un modelado de tres tanques para implementar un controlador predictivo basados en modelos empleando la MPC Tollbox de Matlab®. El proyecto realizó cuatro fases iniciando con el modelado del sistema de almacenamiento donde se incluyen los elementos de llenado y vaciado del tanque. El segundo paso es diseñó controlador MPC teniendo en cuenta los tiempos de retardo. Como tercera fase se simuló el sistema de almacenamiento introduciendo variables que nos permitan validar el comportamiento dinámico del sistema. Finalmente, se ejecutó la interfaz gráfica que nos permita observar y manipular la simulación en tiempo real. Como resultado, para planta de tres tanques acoplados se obtuvo el modelo no lineal que caracteriza la respuesta dinámica del proceso, obteniendo un modelo donde se tiene como la variable de entrada el flujo de la válvula principal y como variable de salida el nivel del tercer tanque. Por otro lado, el control predictivo presenta mejores valores de desempeño que el controlador PID, ambos con tiempo de asentamiento muy cercanos. Ingeniero(a) Electrónico(a) Pregrado Presencial Monografía 2023-02-22T01:49:08Z 2023-02-22T01:49:08Z 2023-02-17 Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/7636 [1] J. F. Caipa, J. M. Salamanca y J. L. Rodríguez, «Control digital de nivel para sistemas de tanques interconectados mediante servo-válvula», Ingeniería Investigación y Desarrollo, vol. 10, nº 1, pp. 55-63, 2010. [2] C. A. Smith y A. B. Corripio, Principles and practice of automatic process control, 2a Edición ed., New York: John Wiley & Sons, 1997. [3] V. A. Sánchez, «Diseño de un sistema de control predictivo multvariable aplicado a un proceso hidráulico de cuatro tanques acoplados. Tesis de maestría,» Universidad Católica de Perú, Lima, Perú, 2018. [4] A. R. Pérez, A. A. de Conno y Á. D. 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Bravo, «Control predictivo de tanques acoplados», V Seminario de Eurolatinoameticano de Sistemas de Ingeniería, 2009. instname:Universidad Antonio Nariño reponame:Repositorio Institucional UAN repourl:https://repositorio.uan.edu.co/ spa Acceso abierto Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 application/pdf application/pdf application/pdf (Cartagena de Indias - Bolívar) Universidad Antonio Nariño Ingeniería Electrónica Facultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédica Cartagena |
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