clear; close all;
format long

% Nuevos ejercicios año 2017
% Control del nivel de líquido en una cisterna
% Análisis transitorio y estacionario: modelo linealizado con variables
% siendo q1, h y q2

s=tf('s');

% Modelo de la válvula
Tv=5;                % Constante de tiempo de la válvula en segundos
Kv=2;                % Ganancia estática de la válvula
Gv=Kv/(s*Tv + 1);    % Función de transferencia de la planta

ro=1000;            % Densidad del agua en Kg/m3
g=9.8;              % Aceleración de la gravedad
A1=pi/4;            % Area entrada tanque en m2
A2=A1/100;          % Area orificio salida tanque en m2
He=1;               % Altura líquido en régimen estacionario
Qe=34.77;           % Caudal de líquido en régimen estacionario
qo=1;               % 1 Kg/s
t=0:0.01:400/100-0.01;

% Modelo de la cisterna o tanque: DH(s)/Dqi(s). 
Rt=2*He/0.03477; C=A1/He;
W=1/Rt/C;
Gt=(Rt/10)/(s*Rt*C + 1);
dqi=qo*ones(length(t),1);
% figure; lsim(Gt,dqi,t)
% legend('Variación de Altura en cm respecto a q1=1Kg/s')

figure; step(qo*Gt);
legend('Variación de Altura en cm respecto a q1=1Kg/s')

% Respuesta en frecuencia
figure; bode(qo*Gt)
legend('Función de Transferencia dh(s)/dq1(s)')

% Dinamica entre el fluido entrante y el saliente: Dq2(s)/Dq1(s)
Gq=W/(s + W);
figure; step(qo*Gq)
legend('Variación de caudal dq2(t) respecto a dq1(t)')


% Función de transferencia de lazo abierto sin compensador
% Gla_act=series(Gt,Gv);
% figure; step(Gla_act)
% legend('Respuesta a Lazo Abierto con actuador')

% Respuesta en frecuencia
figure; bode(qo*Gq)
legend('Función de Transferencia dq2(s)/dq1(s)')

% Función de transferencia de lazo abierto con actuador
% Gv=Kv*exp(-Tv*s);
Gla_act=series(Gt,Gv);
figure; step(Gla_act)
legend('Respuesta a Lazo Abierto con actuador')


%% Compensador PID
% Gc=Kp + (Ki/s) + (s*Kd);

%% Compensador proporcional
% Gc=Kp;
% Gla=Gt; 
% Gc1=0.5;
% % Función de transferencia de lazo abierto con compensador
% Gla1=series(Gc1,Gla);
% % Función de transferencia de lazo cerrado con compensador
% Glc1=feedback(Gla1,1);
% 
% Gc2=1;
% Gla2=series(Gc2,Gla);
% Glc2=feedback(Gla2,1);
% 
% Gc3=1.2;
% Gla3=series(Gc3,Gla);
% Glc3=feedback(Gla3,1);
% 
% Gc4=1.5;
% Gla4=series(Gc4,Gla);
% Glc4=feedback(Gla4,1);
% 
% Gc5=2;
% Gla5=series(Gc5,Gla);
% Glc5=feedback(Gla5,1);
% 
% Gc6=5;
% Gla6=series(Gc6,Gla);
% Glc6=feedback(Gla6,1);
% 
% % Respuesta de lazo cerrado
% figure
% step(Glc1,Glc2,Glc3,Glc4,Glc5,Glc6)
% title('Respuesta a lazo cerrado')
% legend('Kp=0,5','Kp=1','Kp=1,2','Kp=1,5','Kp=2','Kp=5')
% %% --------------------------------------------------------------
% % Compensador proporcional-integral
% % Probar este conjunto de ganancias para observar los efectos:
% Kp=2;             % Ganancia proporcional
% Ki=0.05;         % Ganancia integral
% 
% % cero_PI=Ki/Kp;
% % cero_PI=0.005714;
% % Ki=Kp*cero_PI;
% 
% Gc=Kp + (Ki/s);
% % Gcpi=0.010092*(s+0.005714)/s;
% 
% % Función de transferencia de lazo abierto
% Glac=series(Gla,Gc);
% 
% % Función de transferencia de lazo cerrado
% Glc=feedback(Glac,1);
% 
% [num,den]=tfdata(Glc,'v');
% 
% raices_num=roots(num)
% raices_den=roots(den)
% 
% zpk(Glc)
% 
% polos_la=pole(Glac);
% polos_lc=pole(Glc);
% 
% t=0:0.01:100-0.01;
% figure; pzmap(Glc)
% figure; step(3*Glc,t)
% legend('Respuesta LC con PI')
% [W,Z]=damp(Glc)
% figure; bode(Glc)
% %% --------------------------------------------------------------
% % Compensador proporcional-derivativo
% % Probar este conjunto de ganancias para observar los efectos:
% Kp=6;             % Ganancia proporcional
% Kd=4.75;            % Ganancia derivativa
% 
% Gc=Kp + s*Kd;
% 
% % Función de transferencia de lazo abierto
% Glac=series(Gla,Gc);
% 
% % Función de transferencia de lazo cerrado
% Glc=feedback(Glac,1);
% 
% [num,den]=tfdata(Glc,'v');
% 
% raices_num=roots(num)
% raices_den=roots(den)
% 
% zpk(Glc)
% 
% polos_la=pole(Glac);
% polos_lc=pole(Glc);
% 
% figure; pzmap(Glc)
% figure; step(3*Glc)
% legend('Respuesta LC con PD')
% 
% [W,Z]=damp(Glc)
% figure; bode(Glc)
% %% --------------------------------------------------------------
% % Compensador PID
% close all
% clc
% Gcpi=0.08*(s+0.18)/s;
%                   
% Gcpd=4.75*(s+1.263);
% Gcpid=Gcpi*Gcpd;
% 
% % Reajustado
% Gcpid=0.39478*(s+1.263)*(s+0.18)/s;
% 
%  % Función de transferencia de lazo abierto
% Glac=series(Gla,Gcpid);
% 
% % Función de transferencia de lazo cerrado
% Glc=feedback(Glac,1);
% 
% [num,den]=tfdata(Glc,'v');
% 
% raices_num=roots(num)
% raices_den=roots(den)
% 
% zpk(Glc)
% 
% polos_la=pole(Glac);
% polos_lc=pole(Glc);
% 
% figure; pzmap(Glc)
% figure; step(3*Glc)
% [W,Z]=damp(Glc)
% 
% legend('Respuesta LC con PID')
% figure; bode(Glc)
% figure; bode(Glac)
% figure; rlocus(Glac)