Análisis comparativo entre técnicas de diseño de sistemas de control clásico y moderno. Aplicación al modelado y control de un sistema de tanques

Abstract

En el presente trabajo se desarrollará, el diseño de sistemas de control mediante el análisis clásico y el análisis moderno, de los niveles de un sistema de tanques acoplados mediante una válvula, además de una válvula de salida, ambas con fluido de comportamiento turbulento. Elaborando con ello, un ejemplo de un proceso secuencial para el análisis de sistemas de comportamiento no lineal, alrededor de un punto de operación específico. El análisis del sistema se desarrolla, a partir de los comportamientos dinámicos del fluido en cada uno de los dos tanques, los comportamientos de modo turbulento que tiene el fluido en cada una de las dos válvulas, el comportamiento de los estados estacionarios de los tanques, del análisis clásico y del análisis moderno de la teoría de control, alrededor de un punto de operación del sistema con el respectivo desarrollo de controladores continuos, controladores discretos para los niveles diferenciales del fluido alrededor del punto de operación mencionado. El análisis moderno se desarrolla, a partir de un sistema de estados no lineal, posteriormente de uno linealizado, además del desarrollo de un controlador, un integrador y un observador de estado, seguidos de la discretización del integrador y observador de estado, para terminar con un análisis comparativo entre las dos técnicas de análisis de control de sistemas. Permitiendo concluir la mayor robustez de los sistemas de control diseñados a través de la técnica de variables de estado. In this thesis, it will develop, the control systems design through classical and modern analysis, of the coupled tank system levels through of a valve, besides an outlet valve, both, with turbulent behavior. Thereby preparing, an example of a sequential process for nonlinear systems behavior analysis, about a point, of specific operation. Systems analysis was developed, from dynamics behavior fluid inside each tank, behaviors of a turbulent way, fluid has on each valves, the stationary states behavior tanks, of classical and modern control analysis theory, around an operation point of system, with a development of continuous controllers, discrete controllers, to differential fluid levels, from mentioned operation point. Modern analysis is developed, from a nonlinear states system, afterwards from a linearized system, besides a controller development, an integrator and a state observer, it followed of discretization integrator and state observer, finally with a comparative analysis between both techniques of control systems analysis. Concluding sturdiness grater from control systems design through state variables technique.