"DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAZOS DE CONTROL DIGITAL DE COMPLEJIDAD CRECIENTE A UN SISTEMA DE DOS ESTANQUES".

Abstract

The existence of water tanks systems, as experimental plant in the Automatic Control Laboratory is quite common. This is because it allows, in a simple way, to apply the concepts seen in classrooms, especially due to the simplicity with which the students can identify the dynamics involved. In the other hand, the control loops that are applied in the laboratory are of low complexity, and usually do not consider the influence of the sampling design for each algorithm. The ideas above are the basis of this Title Work, which implements on a water tanks system, digital control algorithms that usually do not leave the blackboard. The proposed objective is implemented in three phases: In the first, the existing water tanks system from an earlier work is redesigned, keeping the instrumentation; in the second, four digital algorithms running in real time on MATLAB are implemented; and third, a generic user interface that allows implementing the proposed algorithms on any plant that meets minimum requirements is built, but with parameters designed by the user. This document contains all the details necessary to understand how the work carried out and the results obtained. Keywords: Water tanks systems, computer controlled systems, real time control, discrete-time systems, pole-placement design, state feedback, observer, output feedback, Least-Squares Estimation, data acquisition, polynomial design, RST polynomial, PID, model predictive control, dynamic matrix control.La existencia de sistemas de estanques, como planta de experimentacion, en los Laboratorios de Control Automatico es bastante comun. Esto se debe a que permite aplicar de una forma sencilla los conceptos vistos en las salas de clases, sobretodo gracias a la sencillez con que se pueden identificar las dinamicas involucradas. Por otro lado, los lazos de control que se aplican en el laboratorio son de baja complejidad, y por lo general no consideran la influencia del muestreo para el diseño de cada algoritmo. Las ideas mencionadas son la base de este Trabajo de Tıtulo, que implementa, sobre un sistema de estanques, algoritmos de control digital que por lo general no salen del pizarron. El objetivo propuesto se implementa en tres fases: En la primera se rediseña un sistema de estanques existente de un trabajo anterior, conservando la instrumentacion; en la segunda se implementan cuatro algoritmos digitales corriendo en tiempo real sobre MATLAB; y en la tercera se construye una interfaz de usuario generica que permite implementar los algoritmos propuestos sobre cualquier planta que cumpla unos requisitos mınimos, pero con los parametros diseñados por el usuario. El presente documento contiene todos los detalles necesarios para comprender como se llevo a cabo el trabajo y los resultados obtenidos. Palabras claves: Sistema de estanques, sistemas controlados por computador, control en tiempo real, sistemas de tiempo discreto, diseño por posicionamiento de polos, realimentacion del estado, observadores, realimentacion de la salida, estimacion por mınimos cuadrados, adquisicion de datos, diseño polinomial, polinomio RST, PID, control predictivo basado en modelo, control por matriz dinamica.