Diseño e implementación de un controlador de nivel para un sistema de llenado de un tanque cónico aplicando la teoría de control no lineal

Abstract

Al modelar matemáticamente el flujo de agua del tanque cónico se encuentra que la ecuación diferencial, que describe el cambio en el volumen alojado por el fluido en cualquier instante de tiempo, se comporta de manera no lineal. Esto se debe a que el volumen del fluido contenido en el tanque en cualquier instante de tiempo, depende tanto de la altura del nivel del fluido como del radio generado por el fluido en el tanque. Teniendo en cuenta el comportamiento no lineal del fluido en el tanque, en éste trabajo se diseñó e implementó un controlador de nivel para este sistema de llenado. Es decir, un sistema que tiene la capacidad para medir y evaluar las variables necesarias para un desempeño automático, con lo que se garantizan acciones correctivas sobre la variable a controlar, en este caso el nivel del fluido en el tanque; haciendo uso de tecnología accesible, a un costo reducido y aplicando la teoría de control no lineal. La estructura cónica del tanque proporciona un completo drenaje cuando se trata con fluidos viscosos, lo que hace que este tipo de tanques tengan un amplio rango de aplicaciones en la industria. El documento está organizado de la siguiente manera. El primer capítulo se divide en dos partes, en la primera se hace una introducción a los sistemas hidráulicos, exponiendo las características de los diferentes componentes que lo constituyen, se examina las variables de interés al momento de diseñar un sistema de llenado y se describe los diferentes instrumentos que permiten obtener información del sistema. En la segunda parte se expone una introducción a los sistemas no lineales, tratando sus ventajas sobre los sistemas lineales.