Modelado de un tanque de mezclado y obtención de representación interna (Matlab)

Antonio Sala, UPV

Dificultad: ** ,       Relevancia: PIC,      Duración: 10:11

Materiales:    [ Cód.: ModeladoTanqueMezclado.mlx ] [ PDF ]

Resumen:

Nota: Se recomienda al alumno que, como ejercicio propuesto, intente resolver este problema de modelado antes de consultar la solución.

Este vídeo discute el modelado de un tanque de mezclado representado en la siguiente figura:

PIC

Donde dos caudales qa,in y qb,in de componentes A y B son mezclados en el tanque.

El objetivo es obtener un modelo de un sistema dinámico que permita calcular el nivel y concentraciones en función del tiempo. Una vez el modelo está escrito y se comprueba que está correctamente planteado, pasa a obtenerse una representación interna = f(x,u), y = h(x,u).

* El uso de Matlab es poco relevante: sólo se utiliza el comando solve para despejar determinadas variables (ponerlas “a la izquierda de un signo de igualdad”) a partir de unas ecuaciones escritas en forma y orden arbitrario. Pero, realmente, el modelo es sencillo y dichas operaciones deberían poder ser realizadas manualmente sin casi ninguna dificultad.

* El modelo no incluye dinámicas asociadas a la “medida” de la concentración o nivel. En aplicaciones reales, si la velocidad del agitador es poca y la viscosidad de los reactivos es alta, puede haber un gran retraso hasta que la medida de la concentración en la tubería de salida coincide con la concentración “media” del tanque aquí modelada. Del mismo modo, turbulencias, salpicaduras, ebullición, etc. podrían introducir mucho ruido en un sensor de nivel, que por tanto debería incluir un filtro adecuado. Estas consideraciones están fuera de los objetivos de este vídeo, pero se resaltan para indicar que el modelo aquí obtenido podría no ser lo suficientemente realista en muchas aplicaciones (un modelo más complejo del mismo tanque se aborda en los vídeo [tmrmod1] y [tmrmod2]).

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