Modelagem da Planta de Controle de Nível Não Linear

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA IFMG CÂMPUS ITABIRITO Curso de graduação em Engenharia Elétrica 8º período Thales Henrique Morais dos Santos Modelagem da planta de controle de nível nãolinear ITABIRITO 2022 1 INTRODUÇÃO O sinal analógico é um sinal que pode assumir infinitos valores em um intervalo de tempo Para fazermos algumas leituras podemos utilizar alguns sensores que são basicamente destinados a transformar o valor de uma variável qualquer em uma variável elétrica possibilitando a integração com o sistema de controle A partir desta definição iniciamos o nosso trabalho onde utilizamos uma planta para fazer diversos testes e realizar a analise dos resultados a fim de evidenciar a não linearidade da planta além de fazer as modelagens necessárias 2 OBJETIVOS O objetivo deste trabalho é utilizar os dados obtidos na planta e então realizar a modelagem das faixas de entrada que foram aplicadas Por final devemos comprovar a não linearidade a partir de gráficos relacionando com os degraus aplicados 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES O primeiro passo foi a extrair os dados da planta da seguinte maneira Aplicamos um degrau inicial de 2 volts em malha aberta e vimos qual era o comportamento da planta Foi perceptível que com o aumento da tensão o nível também aumentava até chegar em sua estabilização Esse teste foi feito por diversas vezes partindo do degrau inicial de 2V e sendo ajustado de 05V até atingir 5V Com o aumento da tensão mais lento era a estabilização do nível Agora relacionando a entrada com o nível de estabilização vemos que não há linearidade dos valores Time Nível Entrada 1090 0360 2000 10020 0470 2500 14970 0555 3000 29900 0790 3500 67520 2760 4000 123560 5015 4500 180310 6375 5000 Iniciando a modelagem Degrau 0V 2V tempo inicial 0 s tempo final 418 s yinicial 0015 V yfinal 036 V xinicial 0 V xfinal 2 V Encontrando Ganho K K YX 01725 Encontrando atraso de tempo τd τd 0s Encontrando constante de tempo τ Achando 63 036063 02268 τ360 36s 𝐺𝑠 01725 36𝑠 1 Tirando prova Planta original Y 03600150345V que é igual ao valor modelado Planta original τ360 36s já em nosso valor modelado 63 de 0345 é igual a 021735 que demora aproximadamente 356s gerando a diferença de 004s Degrau 2 V 25V tempo inicial 418 s tempo final 1003 s yinicial 036 V yfinal 047 V xinicial 2 V xfinal 25 V Encontrando Ganho K K AYAX Encontrando atraso de tempo td Fo td 428 418 Encontrando constante de tempo t Fo Achando 63 047036063036 04293 1469428 Gs 022e15 s 41s 1 stfs Gs022exp1s41s1 figure optstepDataOptions StepAmplitudeO5 Step Gs opt Step Response ee oe js 25 01 a arelieekal a 008 System Gs Time seconds 508 Amplitude 00693 ff 002 o 4 4 a Time seconds Tirando prova Planta original AY 047036011V que é igual ao valor modelado Planta original t469428 41s ja em nosso valor modelado 63 de 011 é igual a 00693 que demora aproximadamente 508s gerando a diferenca de 098s Degrau 25V 3V tempo inicial 1003 s tempo final 1577 s yinicial 047 V yfinal 055 V xinicial 25 V xfinal 3 V Encontrando Ganho K K YX 016 Encontrando atraso de tempo τd τd 1012 1002 1s Encontrando constante de tempo τ Achando 63 055047063047 05204 τ10381012 26s Gs 016e15 s 26s 1 Poa ben SLi as eS Gs016exp1s26s1 oe figure 26 optstepDataOptions StepAmplitudeO5 Dba step Gs opt Step Response 008 7 a we System Gs 007 Time seconds 159 a Amplitude 00797 System Gs 006 Time seconds 359 Amplitude 00505 005 a a ww 1 a 004 E t 003 002 001 0 0 2 4 6 10 12 14 16 Time seconds Tirando prova Planta original AY 0 55 047 008V que é proxima do valor modelado 00797V Planta original t1038101226 ja em nosso valor modelado 63 de 00797 é igual a 00502 que demora aproximadamente 359s gerando a diferenca de 099s Degrau 3 V 35V tempo inicial 1507 s tempo final 3002 s yinicial 055 V yfinal 0795 V xinicial 3 V xfinal 35 V Encontrando Ganho K K AYAX Encontrando atraso de tempo td Fo td 1516 1507 09 Encontrando constante de tempo t Fo Achando 63 0795055063055 070435 116461516 Gs 049e5 s 13s 1 at a SLiq 3 pe 24 Gs049exp 09s13s1 Zila figure 26 optstepDataOptions Stepéamplitude05 ee bea step Gs opt Step Response BF cecronmrcrnrnends ceocormrmenenrs keoomoeneoeonnd onemeeocerononen ionomeeoeneoeonn ieooengmenpny oe conmemcorlsameememaniell i ie System Gs ee Ample 0244 02 get a System Gs Time seconds 136 Amplitude 0153 015 4 of orb 4 if 2 Time ascene Tirando prova Planta original AY 0 795 055 0245V que é proxima do valor modelado 0244V Planta original t1646151613s ja em nosso valor modelado 63 de 0244 é igual a 015372 que demora aproximadamente 136s gerando a diferenca de 06s Degrau 35V 4V tempo inicial 3002 s tempo final 6757 s yinicial 0795 V yfinal 2755 V xinicial 35 V xfinal 4 V Encontrando Ganho K K YX 393 Encontrando atraso de tempo τd τd30243002 22s Encontrando constante de tempo τ Achando 63 2755 07950630795 20298 τ3853024 826s Gs 393e225 s 826s 1 Step Response 2 T srovorennrennnrnedle neieieneneieetutetassiialMaManasannnan een System Gs 18 Time seconds 500 Pn 16 Po 14 Fa pe 12 J 8 ff 24 E xt 06 04 02 System Gs Time seconds 111 Amplitude 0014 of L 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Time seconds Tirando prova Planta original AY 2755 0795 196V que é igual ao valor modelado Planta original t3853024 826s j4 em nosso valor modelado 63 de 196 é igual a 12348 que demora aproximadamente 843s gerando a diferenca de 17s Step Response if x 124 ra System Gs Time seconds 843 Amplitude 123 1235 a 8 123 Pa f 1225 Fr 7 wf 122 ff 1215 fo 83 84 85 86 87 88 89 90 Time seconds Degrau 4V 45V tempo inicial 6577 s tempo final 1236 s yinicial 2755 V yfinal 5015 V xinicial 4 V xfinal 45 V Encontrando Ganho K K YX 452 Encontrando atraso de tempo τd τd 6765 6757 08 Encontrando constante de tempo τ Achando 63 501527550632755 41788 τ7956765 1185s Gs 452e8s s 1185s 1 Ponte SEEQ a hs 24 Gs452exp08s1185s1 Pent e figure 26 optstepDataOptions StepAmplitudeO5 27 step Gs opt 40 Step Response 5 a 1 oe System Gs Time seconds 12e03 2 ia Amplitude 226 aa xe Syste Gs Time seconds 120 15 Amplitude 143 3 i j 1 or 0 l l Time seconds Tirando prova Planta original AY 5015 2755 226V que é igual ao valor modelado Planta original t7956765 1185s ja em nosso valor modelado 63 de 226V é igual a 14238 que demora aproximadamente 120s gerando a diferenca de 15s 4 CONCLUSAO Apos realizacdo das analises pude ver o comportamento da planta e compreender de forma simples e facil o porque se trata de ndolinearidade Além disso com a modelagem individual de cada degrau aplicado gerando as funcdes Gs e comparando as respostas os sinais gerados sao bem similares aos gerados pela planta