NOTA HISTÓRICA SISTEMAS DE CONTROL BLOQUE II: PID

Nota histórica (que mola), este tema nació " hace casi 100 años": 

 

"el primer análisis teórico de un controlador PID fue publicado por el ingeniero ruso americano Nicolas Minorsky en 1922. Minorsky (este señor de la foto) estaba diseñando sistemas de dirección automática para la Armada de los Estados Unidos, y basó sus análisis observando al timonel, notando así que el timonel controlaba la nave no solo por el error actual, sino también en los errores pasados así como en la tasa actual de cambio, logrando así que Minorsky desarrollara un modelo matemático para esto.(wikipedia)

 

 

 

 

 

 

 

 

SISTEMA DE CONTROL=DEPÓSITO DE AGUA

Para poder analizar un sistema de control para regular el agua en un depósito (abierto) y poder interactuar con dos válvulas que nos aumenten o disminuyan el nivel de agua en dicho depósito, se analizan cuatro posibilidad (de las más sencilla a la más compleja) derivando en cuatro esquemas de los sistemas de control. 

 

NIVEL 1.- DETECTAR NIVELES DE AGUA CON ARDUINO "SIN SENSORES"

   

NIVEL 2.- DETECTAR NIVEL DE AGUA CON ARDUINO POR MEDIO DE UNA BOYA (agricultura electrónica). 

EXPLICACIÓN DEL ESQUEMA ELECTRÓNICO Y PROGRAMACIÓN DE ARDUINO PARA LEER LAS LECTURAS EN LA PANTALLA.

 

NIVEL 3.-SENSOR DE AGUA (DOS SENSORES PARA DETECCIÓN DE AGUA

 

NIVEL 4.- SENSOR DE NIVEL DE AGUA CON ARDUINO POR SENSOR DE ULTRASONIDOS HC - SR04 + PANTALLA LCD

SISTEMAS DE CONTROL II: ELEMENTOS sistemas de control

 En el presente tema, además de explicar la teoría sobre sistemas de control, comparadores, sensores, actuadores y demás componentes, queremos preguntarnos cuáles son las aplicaciones reales de estos sistemas.

El objetivo es controlar un sistema/proceso/planta a partir de una placa de Arduino (recordemos software y hardware libre). 

No hay mejor manera para introducir el concepto de programación y actuación sobre un receptor, es decir, como vamos a conducir una señal controlada (a partir de una señal de referencia) y como la vamos a realimentar captando por medio de un sensor la señal de error (perturbaciones) y así poder modificarla, pensando en que sobre podemos operar directamente sobre el controlador.

CONTROLADOR = ARDUINO / RASPBERRY PI

 

VIDEO SIMULADOR SISTEMAS DE CONTROL / ENLACE WEB UNIVERSIDAD

 ENLACE A VÍDEO SON SIMULADOR SIMULINK / MATHLA

 ENLACE WEB UNIVERSIDAD (INGENIERÍA DE SISTEMAS)

 

TEMA SISTEMAS DE CONTROL

Durante la presente semana hemos comenzado a estudiar los sistemas de control, comenzando con una introducción sobre qué son y ejemplos y continuando por los tipos de sistemas de control (abierto y cerrado) y los elementos básicos de estos sistemas de control.

Además se han realizado los primeros ejercicios del tema (1 y 2) que se pueden ver en el tema (ya resueltos).

En el siguiente tema veremos cada uno de los elementos pormenorizados, resaltando los elementos de los controladores (PID) y los sensores o transductores.

Durante la semana que viene realizaremos más ejercicios y el viernes haremos y Kahoot! que servirá de repaso para el examen del día 8 de marzo (tipo test de los conceptos teóricos del tema)

EXPLICACIÓN A LOS EJERCICIOS: SIMULACIÓN PID y SENSORES

1.-PID (controlador Proporcional Integral Derivativo).   

Para comenzar una explicación a los ejercicios es necesario comenzar con la web indicada en las actividades y que nos va a servir de referencia.

https://www.luisllamas.es/teoria-de-control-en-arduino-el-controlador-pid/

2 y 3.- LDR y Termistores (termostatos)

      A partir de este esquema eléctrico/electrónico explicamos el funcionamiento de un LDR en un sistema de control. 

     La LDR deja pasar la corriente cuando incide luz sobre ella, esto provoca la activiación del transistor y a su vez del relé (actuadores). 

    El transistor se encuentra en doble con lo cual aumenta dos veces la corriente y es capaz de alimentar el relé y un motor. 

   Esos dos transistores unidos se llaman par Darlintong. El potenciómetro sirve para ajustar la sensibilidad de la LDR. El relé lleva en paralelo un diodo de protección, el relé cambia los contactos y enciende o apaga un motor. Si colocamos la LDR abajo y el potenciómetro arriba el relé, el transistor se activará con la oscuridad.

   

       Por otro lado, otro sensor muy importante para comprender un sistema de control en un circuito electrónico son los termistores (o resistencias que dependen de la temperatura) y vamos a analizarlos a partir de la siguiente web.

Web termostatos

4. Para concluir vamos a explicar el funcionamiento de dos sistemas de control.

SEMANA 4 SISTEMAS DE CONTROL II. ELEMENTOS

Buenos días, comenzamos de nuevo, espero que con ánimo y con salud.

Tenemos que mantenernos activos ante esta situación, porque estancarnos o venirnos abajo, no es una opción. El trabajo y las ganar de aprender os tienen que levantar el espíritu porque nada se acaba y todo puede comenzar o seguir con el camino que emprendimos durante el curso. Un curso que llevabamos muy bien, trabajando y aprendiendo aspectos y conceptos muy técnicos y que ahora tenemos que seguir aprendiendo para sembrar lo que recogeréis los próximos años.

Comenzamos....

Nikolai Fyodorovich Minorsky

Nota histórica (que mola), este tema nació " hace casi 100 años": "el primer análisis teórico de un controlador PID fue publicado por el ingeniero ruso americano Nicolas Minorsky en 1922. Minorsky (este señor de la foto) estaba diseñando sistemas de dirección automática para la Armada de los Estados Unidos, y basó sus análisis observando al timonel, notando así que el timonel controlaba la nave no solo por el error actual, sino también en los errores pasados así como en la tasa actual de cambio, logrando así que Minorsky desarrollara un modelo matemático para esto.(wikipedia)

Antes de nada os comento que haremos una videoconferencia el martes 21/04/2020 a las 10:15h para aclarar algunos conceptos del presente tema. En breve os mando la invitación.

Los apuntes del tema nuevo se encuentran en este enlace (pdf)

APUNTES TEMA SISTEMAS DE CONTROL II. ELEMENTOS

Las primeras actividades que acompañan al tema son las siguientes:

ACTIVIDADES TEMA SISTEMAS DE CONTROL II (EN PDF)

Las mismas ACTIVIDADES EN .ODT 

La fecha de entrega es el viernes 17 de abril de 2020

Vídeo PID.

Este primer vídeo (aunque yo no sea muy fan de este programa y el presentador es como es) no está mal. Quedaros con  la explicación del técnico Ángel Espeso del Estudio Roble.

TEMA SISTEMAS DE CONTROL Y ARDUINO

En el presente tema, además de explicar la teoría sobre sistemas de control, comparadores, sensores, actuadores y demás componentes, queremos preguntarnos cuáles son las aplicaciones reales de estos sistemas.

El objetivo es controlar un sistema/proceso/planta a partir de una placa de Arduino (recordemos software y hardware libre). 

No hay mejor manera para introducir el concepto de programación y actuación sobre un receptor, es decir, como vamos a conducir una señal controlada (a partir de una señal de referencia) y como la vamos a realimentar captando por medio de un sensor la señal de error (perturbaciones) y así poder modificarla, pensando en que sobre podemos operar directamente sobre el controlador.

Enlace sobre la introducción a la teoría de controladores en Arduino.

https://www.luisllamas.es/introduccion-a-la-teoria-de-controladores-en-arduino/