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Instituto Tecnológico de Acapulco Ingeniería Electromecánica Ingeniería de Control

Actividad I Integrantes: Irving Guatemala Zúñiga Jaime Gallegos de Jesús Moisés Adrián Gutiérrez Aragón Martin David Espíritu Salgado Carmen Berenice Camacho Sánchez

Profesor: Ing. Arquímedes Ramírez Franco

04 de Septiembre de 2013

ACTIVIDAD I. Conceptualizar a un sistema de control. Sistema: es la combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un determinado objetivo. Un sistema de control está formado por subsistemas y procesos (o plantas) unidos con el fin de controlar las salidas de los procesos. Definición: Sistema de control es el conjunto de dispositivos que actúan juntos para lograr un objetivo de control. Definición: Es una representación que nos indica cómo se lleva a cabo una o varias operaciones de manera simulada para el ahorro de recursos materiales, económicos y humanos. Definición: Es un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la del otro sistema con el fin de lograr un comportamiento predeterminado. Construimos sistemas de control por cuatro razones básicas: 1. 2. 3. 4.

Amplificador de potencia Control remoto Comodidad de forma de entrada Compensación por perturbaciones

Componentes de un sistema de control. Sistema de control. Conjunto o combinación de componentes que actúan juntos para realizar el control. Además de la planta o el proceso que se vaya a controlar, son componentes del sistema de control: 1. 2. 3. 4.

Mandos de entrada. Permite fijar el valor deseado de una variable. Captadores. Miden el valor real alcanzado por una variable. Comparadores. Calculan la diferencia entre dichos valores. Amplificadores y actuadores. Multiplican la señal de salida del comparador de modo suficiente para actuar con potencia elevada sobre el sistema o proceso a controlar.

La señal de control puede ser de tantos tipos como fuentes de energía conocemos (lumínica, sonora, eléctrica, neumática, etc.). Las variantes de tensión o intensidad y

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las neumáticas, se adaptan mejor a los entornos industriales para transportar la información. Definiciones: Plantas. Una planta puede ser parte de un equipo, un conjunto de partes de una máquina que en conjunto funcionan, en el cual el propósito general es ejecutar una operación particular. Proceso. Un proceso es una operación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por una seria de cambios graduales que se suceden uno al otro en forma una relativamente fija y que conducen a un resultado o propósito determinados; o una operación artificial o voluntaria progresiva que consiste en una serie de acciones o movimientos controlados, sistemáticamente dirigidos hacia un resultado o propósitos determinados. Sistemas. Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado. Un sistema no necesariamente tiene que ser físico. El termino sistema se aplica a fenómenos abstractos y dinámicos, tales como los que se encuentran en la economía. Perturbación. Una perturbación es una señal que tienen a afectar negativamente el valor de salida del sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se considera interna, en tanto que una perturbación externa se produce fuera del sistema y es una entrada. Control realimentado. El control realimentado se refiere a una operación que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia y lo continúa haciendo con base en esta referencia. Controlador. El término controlador en un sistema de control con retroalimentación, a menudo está asociado con los elementos de la trayectoria directa entre la señal actuante (error) e y la variable de control u. Pero, algunas veces, incluye el punto de suma, los elementos de retroalimentación o ambos. Servomecanismo. Los sistemas de control con retroalimentación especializados, llamados servomecanismos, requieren una atención especial, debido a su frecuente aparición en aplicaciones industriales y en la literatura de los sistemas de control. Un servomecanismo es un sistema de control con retroalimentación de amplificación de potencia, en el cual la variable

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controlada c es una posición mecánica o una derivada con respecto al tiempo, tal como la velocidad o la aceleración. Regulador. Un regulador o sistema regulador es un sistema de control con retroalimentación en el cual la entrada o comando de referencia es constante por largos periodos de tiempo, habitualmente durante todo el intervalo de tiempo en el cual el sistema es operacional. Con frecuencia tal entrada se llama punto de referencia. Un regulador se diferencia de un servomecanismo en que la función primaria de un regulador usualmente es mantener una salida controlada constante, mientras que la de un servomecanismo es, casi siempre, hacer que una entrada variable en el sistema ocasione una salida. Ejemplos de lazo cerrado y lazo abierto.

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Describir un sistema lineal y un sistema no lineal. Sistema lineal. Un sistema se considera lineal si se aplica el principio de superposición. Este principio estable que la respuesta producida por la aplicación simultánea de dos funciones de entradas diferentes es la suma de las dos respuestas individuales. Por tanto, para el sistema lineal, la respuesta a varias entradas se calcula tratando una entrada cada vez y sumando los resultados. Este principio permite desarrollar soluciones complicadas para la ecuación diferencial lineal a partir de soluciones simples. Sistema no lineal. El control no lineal es el conjunto de técnicas de análisis y diseño para sistemas de control no lineales; un sistema de control no-lineal es aquel que tenga al menos un componente no-lineal; un componente es no lineal si no cumple con las propiedades de homogeneidad o superposición. Los sistemas de control prácticamente siempre presentan no-linealidades inevitables, llamadas inherentes. Los sistemas de control no-lineales presentan mejoras sobre los métodos lineales, particularmente porque son válidos en todo el rango de variación de las variables y no solo en pequeña señal. Describa que es un sistema continuo y un sistema discreto. Sistema continúo. Son aquellos en los que las señales, en varias partes del sistema, son todas funciones del variable continuo tiempo t, es decir el flujo de señales en todas partes del sistema es siempre continuo. Las señales de información fluyen continuamente entre los componentes en lazo cerrado. La característica fundamental de un sistema de control automático continuo o analógico es la comparación continua o permanente entre el valor actual de la variable controlada y el valor deseado de esta variable. Un sistema puede incorporar una mezcla de componentes de ca y cd, empleando moduladores y demoduladores para acoplar las señales en varios puntos del sistema. Las ecuaciones diferenciales del modelo son, en general, ecuaciones en derivadas parciales (EDP) pero muchas veces se pueden reducir a ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) e incluso a veces a ecuaciones diferenciales ordinarias lineales y con coeficientes constantes. Esto da lugar a la siguiente clasificación de los sistemas de tiempo continuo: Sistemas de parámetros distribuidos (EDP) Sistemas de parámetros concentrados (EDO) Sistemas lineales (EDO lineales)

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Sistemas lineales de parámetros constantes (EDO lineales con coeficientes constantes). Sistema discreto. Los sistemas de control en tiempo discreto difieren de los sistemas de control en tiempo continuo en que las señales en uno, o más puntos del sistema son en forma de pulsos (tren de ondas rectangulares) o son un código numérico digital. Los sistemas en tiempo discreto se subdividen en: Sistemas de control de datos muestreados Sistemas de control digital Los sistemas de control de datos: muestreados se refieren a una clase más general de sistemas en tiempo discreto en los que las señales están en la forma de pulsos de datos u ondas rectangulares. Un sistema de control digital: se refiere al uso de una computadora o controlador digital en el sistema, de tal forma que las señales están en código digital, tal como un código binario. En general, un sistema de datos muestreados recibe datos o información sólo en forma intermitente en instantes determinados. Por ejemplo, la señal de error en un sistema de control se puede proporcionar en la forma de pulsos, en cuyo caso el sistema de control no recibe información acerca del error durante los periodos entre dos pulsos consecutivos. Estrictamente, un sistema de datos muestreados también se puede clasificar como un sistema de ca, ya que la señal del sistema está modulada por pulsos. La existencia de señales digitales, tales como números binarios, en cualquier parte del sistema, implica el empleo de convertidores tanto analógicos – digitales como digital-analógicos.