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Diseño y construcción de un banco de pruebas para control de dinámica acoplada de tanques hidráulicos para el laboratorio de sistemas de dinámicos y control (Escuela de ingeniería mecánica de la UIS)

Resumen

El documento presenta el desarrollo de un banco de pruebas de control, donde se describe el funcionamiento y modelos matemáticos para un sistema dinámico de dos tanques acoplados, siendo este uno de los sistemas de control clásicos en ingeniería, para afianzar conceptos sobre técnicas de sintonización, modelos LTI y uso de herramientas Matlab. La construcción y puesta en marcha del banco de pruebas se hizo teniendo en cuenta una dinámica en la que se entrega un caudal a un tanque superior, que cuenta con un acople de válvula a un tanque inferior; el caudal entre tanques dependió del gado de apertura de dicha válvula por lo que esta última fue considerada una perturbación dentro del sistema. La validación de datos de funcionamiento de la planta se realizó por medio de caja gris, esto permitió caracterizar y linealizar el comportamiento de variables. El modelo de la planta se obtuvo por validación de caja negra y fue comparado con la dinámica linealizada, de este modo fue posible garantizar la estabilidad del sistema construido, posterior a esto fue posible diseñar y sintonizar el sistema de control para el nivel en el tanque inferior de la planta. La toma de pruebas de funcionamiento y control de la planta validaron el diseño estructural como del controlador, de este modo se obtuvo como resultado que para en el sistema dinámico acoplado se ajusta el modelo no lineal, así como el modelo linealizado, por otro lado, la metodología para validación de parámetros se adapta de manera óptima y con resultados satisfactorios, posterior a esto fue posible crear un manual didáctico para el estudiante con el objetivo de fortalecer su proceso de formación académica en las asignaturas de control.