Clase Práctica No 1 - Facultad de Ingeniería

Facultad de Ingeniería
Bioingeniería
Control de Procesos
Clase Práctica No 1
Problemas propuestos para resolver en clase
Temas:
 Representación funcional de sistemas físicos
 Diagramas de Bloques
1) En la siguiente figura se muestra una incubadora de la cual se quiere analizar su sistema de control de
temperatura.
T
H
Text: temperatura del ambiente de la habitación donde está la incubadora [ºC].
T: temperatura de la incubadora [ºC].
H: calor entregado por la resistencia eléctrica por unidad de tiempo [Kcal/seg].
C: capacitancia térmica equivalente de la incubadora [Kcal/ºC].
R: resistencia térmica equivalente de pérdida en la incubadora [ºC seg/Kcal].
a) En función de los conocimientos adquiridos previamente, se pide que reconozca y mencione a
partir de la figura las variables y bloques: consigna, controlada, error, planta, órgano de acción
final (OAF), regulador y sensor.
b) A partir de aquí, arme el diagrama de bloques del sistema completo indicando la posición de cada
componente y las variables reconocidas. Discuta si se trata de un sistema de lazo abierto o de lazo
cerrado.
c) Determine la función de transferencia que represente el sistema térmico de la incubadora,
considerando como entrada el aporte de calor de la resistencia H y como salida la temperatura de
la incubadora T.
2) En un centro de hemodiálisis se desea realizar un sistema de control de nivel de líquido. El mismo
posee un control automático cuya finalidad es mantener el nivel de líquido comparando el nivel
efectivo con el deseado, y corrigiendo cualquier error por medio del ajuste de la apertura de la válvula
neumática de resistencia hidráulica R. La figura es un diagrama en bloque del sistema de control.
A
Q: flujo de entrada en [m3/seg]
H: altura del tanque en [m]
A: sección transversal del tanque en [m2]
Qo: caudal de salida en [m3/seg]
R: Resistencia hidráulica de la válvula de
salida en [seg/m2]
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a) Realizar un diagrama en bloque de todo el sistema a lazo cerrado. Indique variables, bloques
(planta, sensor, órgano de acción final, etc)
b) Encontrar la función de transferencia de la planta considerando como entrada el flujo Q y como
salida la altura H del tanque.
3) Encontrar la función de transferencia C(s)/R(s) en el siguiente diagrama. Luego suponer que la
realimentación es positiva y hallar C(s) / R(s).
4) Deducir S(s)/E(s) aplicando álgebra de reducción de bloques. En el punto c) además encontrar S(s)/Z(s):
a)
b)
c)
+
Z
Algunas Soluciones