Control PID con Matlab - 4to A

Información General del Curso

• Universidad: Universidad Técnica de Ambato
• Facultad: Ingeniería en Sistemas Electrónica e Industrial
• Carrera: Ingeniería en Telecomunicaciones
• Asignatura: Software de Simulación
• Tema: Sistema de control (PID) con sensores y actuadores en Matlab y Simulink.
• Docente: PhD. Carlos D. Gordón G.
• Nivel: 4to "A"

Motivación

• Cita de Thomas Alva Edison: "Si hiciéramos todas las cosas de las que somos capaces, literalmente nos sorprenderíamos a nosotros mismos".

Objetivos de la Clase

• Objetivo General: Desarrollar un sistema de control mediante PID implementado en Simulink con sensor de temperatura, para lograr un preciso control del mismo.
• Objetivos Específicos:
  • Comprender los fundamentos teóricos de los controladores PID para aplicarlos eficazmente en el control y optimización de sistemas dinámicos.
  • Construir y representar con precisión el modelo de bloques del sistema a controlar utilizando Simulink, facilitando su análisis y simulación.
  • Implementar el controlador PID en un sistema físico real utilizando el sensor de temperatura LM35 conectado a Arduino.

Tabla de Contenido

• Introducción
• Desarrollo del tema
• Ejercicios
• Prácticas
• Bibliografía

Desarrollo del Tema (general)

• Matlab: Entorno de desarrollo para análisis numérico, simulación y visualización de datos. Herramientas para cálculos matriciales, manipulación de datos, diseño de algoritmos, y visualización de resultados. Ampliamente utilizado en ingeniería, ciencia, finanzas y biología.
• Simulink: Extensión de Matlab para modelado, simulación y análisis de sistemas dinámicos. Entorno gráfico e intuitivo para diseñar modelos con bloques que representan diferentes componentes del sistema y sus relaciones.

Desarrollo del Tema (LM35)

• LM35: Sensor de temperatura analógico, pequeño, fácil de usar y fabricado por varias compañías. Ideal para aplicaciones que requieren una lineal y precisa medición de temperatura.

Desarrollo del Tema (Control PID)

• Control PID: Tipo de controlador automático para mantener o alcanzar un valor deseado (setpoint) en un sistema dinámico. Componentes principales:
  • Proporcional (P): Respuesta proporcional al error actual.
  • Integral (I): Responde al error acumulado a lo largo del tiempo.
  • Derivativo (D): Responde a la tasa de cambio del error, previniendo oscilaciones excesivas y mejorando la respuesta del sistema.

Ejercicios (ejemplos prácticos)

• Se presentaron circuitos y diagramas para Arduino como ejemplos de interacciones con hardware.

Prácticas (procedimiento)

• Paso 1: Abrir Matlab y dirigirse a Simulink.
• Paso 2: Crear un nuevo modelo en Simulink.
• Paso 3: Realizar el diagrama de bloques para la comunicación entre Arduino, sensor y Matlab.
• Paso 4: Seleccionar "Hardware Implementation", luego Hardware board y Arduino a utilizar.
• Paso 5: Realizar la representación gráfica de la temperatura.
• Paso 6: Configurar el puerto en el que está conectado el Arduino.
• Paso 7: Realizar la configuración de la gráfica en "Main" y "Time".
• Paso 8: Colocación en "Hardware" para simulación.
• Paso 9: Abrir el osciloscopio para la visualización de la temperatura en tiempo.real.

Bibliografía (fuentes de información)

• Se incluyen varios links a artículos y recursos online sobre los temas.