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• Fernando Lira'

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1. Completacion: es un conjunto de elementos físicos relacionados entre sí, de tal forma que son capaces de gobernar su actuación por sí mismos, sin necesidad de la intervención de , anulando los posibles errores que puedan surgir a lo largo de su funcionamiento debido a perturbaciones no previstas. Respuesta: 1. Un sistema automático de control es un conjunto de elementos físicos relacionados entre sí.... 2. sin necesidad de la intervención de agentes externos (incluido el factor humano),

2. Verdadero/Falso ¿ Es posible linealizar un sistema de control cuyas caracteristicas del sistemas sean la de un sistema de control no lineal? Verdadero 3. La mayoria de los sistema son no lineales. Sin embargo si las variaciones de las variables no son muy grandes estos sistemas se pueden linealizar dentro de un rango estrecho. Ya sea linealizado el modelo matematicoo al momento de hacer el modelo matematico se desprecien las no linealidade, siempre y cuando no afecten de forma significativa los resultados del sistema

4. Completacion

Un modelo matemático de un sistema dinámico se define como un conjunto de __________________ que representan la dinámica del sistema con precisión R: Ecuaciones

5. Tipo de pregunta: Desarrollo Pregunta: Indique al menos 2 razones por las cuales se deberían usar las técnicas de control Robusto. Respuesta: - Debido a que las técnicas clásicas no proporcionan un método de diseño adecuado para sistemas multivariables en presencia de variaciones del sistema a controlar.

- Ya que se necesitan técnicas más sencillas de aplicar a nuevos sistemas como son los: aeronáuticos, aeroespaciales, estructuras mecánicas, etc.

6. Selecion Simple En la siquiente pruegunta selecione las respuesta que considere correcta 1.- En la decada de los cuarenta los metodos de respueta en frecuencia hicieron posible que los ingenieros desarrollaran sistemas de control que cumplieran con los requisitos de comportamiento. A esos sistemas de control se les conoce como:

1. 2. 3. 4. 5.

Sistemas de Control Realimentados Sistemas de Control Lineales en Lazo Cerrado Sistemas de Control Lineales en Lazo Abierto Sistemas de Control de Frecuencia Sistemas Lineales

7. Dada la siguiente definición de un tipo de control, seleccione cual es la respuesta correcta: “Es un tipo especial de control el cual consiste en adaptar los parámetros variables de un proceso a fin de mantener un funcionamiento adecuado de un sistema”. 1.

Control Regulatorio

2.

Control Rotativo

3.

Control Automático

4.

Control Adaptativo

RESPUESTA: (4) Control Adaptativo En el control adaptativo se adapta parámetros o ganancias, las cuales pueden cambiar, por ejemplo, con los cambios ambientales.

8. Complete la siguiente afirmación: ________________________________ son aquellos a los cuales se aplica el principio de superposición (la respuesta producida por la aplicación simultanea de dos entradas distintas, es la suma de las dos respuestas individuales).

Respuesta: Sistemas Lineales

9. Los sensores nos permiten ver qué esta pasando. una vez estos estan colocados para decirnos el estado de un proceso, el siguente paso es la necesidad de actuar sobre el proceso psra que evolucione al estado deseado. Esto se hace mediante un: A)TRANSDUCTOR B) MEDIDOR C) TRANSMISOR D)ACTUADOR RESPUESTA: D

10. SELECCIÓN SIMPLE. Hace 2.000 años un ingeniero y matemático usó sistemas de control para inventar la primera máquina expendedora (de agua bendita) y el sistema de puertas automáticas para templos en Egipto. ¿Cuál era su nombre? a) James Watt. b) Jhon T. Parsons. c) Herón de Alejandría. d) Ctesibio de Alejandría. Respuesta: Opción C.

11. Cuál de esta característica no están bien definida en un sistema de control automático? 1. Señal de Corriente de Entrada: Considerada como estímulo aplicado a un sistema desde una fuente de energía externa con el propósito de que el sistema produzca una respuesta específica. 2. Variable Manipulada: Son las variables que resultan de la transformación del sistema original a la forma canónica controlable. De aquí se obtiene también la matriz de controlabilidad cuyo rango debe ser de orden completo para controlar el sistema. 3. Variable Controlada: Es el elemento que se desea controlar. Se puede decir que es la salida del proceso.

4. Conversión: Mediante receptores se generan las variaciones o cambios que se producen en la variable. 5. Fuente de Energía: Es la que entrega la energía necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema. 6. Retroalimentación: La retroalimentación es una característica importante de los sistemas de control de lazo cerrado. Es una relación secuencial de causas y efectos entre las variables de estado. Dependiendo de la acción correctiva que tome el sistema, este puede apoyar o no una decisión, cuando en el sistema se produce un retorno se dice que hay una retroalimentación negativa; si el sistema apoya la decisión inicial se dice que hay una retroalimentación positiva.

Respuesta: la característica que está mal definida es la (2) de variable manipulada su definición correcta es la siguiente: Variable Manipulada: Es el elemento al cual se le modifica su magnitud, para lograr la respuesta deseada. Es decir, se manipula la entrada del proceso.

12. En que se clasifican los Sistemas de Control? (Defina y de Ejemplo?

Respuesta: 1) control de lazo abierto: es aquel en el cual la accion de control es independiente de la salida. Ejemplo: Un tostador automatico es un sistema de control de lazo abierto,que esta controlado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer tostadas, debe ser anticipado por el ususario, quien no formna parte del sistema. El control de calidad sobre la tostada (salida), es interrumpido una vez que se ha determinado el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la accion de contol. 2) Control de Lazo Cerrado: es aquel en el que la accion de control es en cierto modo dependiente de la salida. Ejemplo: Un mecanismo de piloto automatico y el aviòn que controla, forma un sistema de control de lazo cerrado (por realimentaciòn). Su objetivo es mantener un direcciòn especìfica del aviòn, apesar de los cambios atmosfèricos. El sistema ejecutarà su tarea midiendo la direcciòn instantànea del aviòn y ajustando automàticamente las superficies de direccion del mismo (timòn, aletas, etc.), de modo que la direcciòn instantànea coincida con la especificada. El piloto u operador quien fija con anterioridad el piloto automàtico, no forma parte del sistema de control.

13. Pregunta de desarrollo. ¿En qué campo se basaba mayormente la ingería de control antes de usar sistemas electrónicos? 14. Pregunta: Selección Múltiple. ¿Cuáles son los beneficios de la implantación y el desarrollo de los sistemas de control en la producción industrial? a)

Aumentar la calidad y la cantidad del producto fabricado.

b)

Aumentar los requerimientos de un gran capital.

c)

Altos costos de mantenimiento.

d)

Mejorar los sistemas de seguridad del proceso industrial.

e)

Reducir severamente la flexibilidad.

f)

Ejecutar operaciones cuya realización sería impensable con la única participación del hombre.

g)

Reducir enormemente los costes productivos.

h)

Incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación del sistema.

Respuesta: a)

Aumentar la calidad y la cantidad del producto fabricado.

d)

Mejorar los sistemas de seguridad del proceso industrial.

f)

Ejecutar operaciones cuya realización sería impensable con la única participación del hombre.

g)

Reducir enormemente los costes productivos.

15. ¿Cuando y por quien fue inventado la Clepsidra? Lo cual es un reloj de agua que sirve para medir el tiempo mediante el flujo regulado de un líquido hacia o desde un recipiente graduado, dando así dos tipos diferentes de relojes según la dirección del flujo, en la antigüedad se usaba especialmente durante la noche, cuando los relojes de sol perdían su efectividad. R: 300 a.c por Ktesibio Indique a que elemento se le atribuye la siguiente función: Elemento que recibe una orden desde el controlador y la adapta a un nivel adecuado según la variable de salida necesaria para accionar el elemento final de control, planta o proceso.

Alternativas: Marque con una (X) la respuesta correcta a. Controlador b. Transductor c) Actuador (X) d. Variable controlada

16. Pregunta de seleccion simple: 1. Los sistemas de control invariante en el tiempo son aquellos en donde: a) Su salida no cambia con el tiempo y sus parametros si. b) Ni su salida ni sus parametros cambian con el tiempo. c) Su salida cambia con el tiempo pero sus parametros no.

R: C) Su salida cambia con el tiempo pero sus paramentros no.

17. Cuando un sistema de control es determinístico? Marque con una (X) las afirmaciones correctas.

o o o o o o

Cuando se describen por ecuaciones diferenciales parciales. Cuando la respuesta a la entrada no es predecible y repetible. Cuando hay certeza en los resultados de la salida del sistema. Cuando la respuesta a la entrada es predecible y repetible. Cuando sirven para determinar el punto de reorden por ciclo fijo y cantidad de adquisición variable. Cuando se conoce el estado actual del sistema, las variables de ambiente y la forma de comportarse del sistema.

Respuesta:

o o

Cuando se describen por ecuaciones diferenciales parciales. Cuando la respuesta a la entrada no es predecible y repetible.

o o o o

Cuando hay certeza en los resultados de la salida del sistema. (X) Cuando la respuesta a la entrada es predecible y repetible. (X) Cuando sirven para determinar el punto de reorden por ciclo fijo y cantidad de adquisición variable. Cuando se conoce el estado actual del sistema, las variables de ambiente y la forma de comportarse del sistema. (X)

18. La representación de los problemas en los sistemas de control se lleva a cabo mediante tres representaciones básicas o modelos, indique cuales son: 1. Ecuaciones diferenciales, integrales, derivadas y otras relaciones matemáticas. 2. Diagramas en bloque. 3. Diseño por análisis. 4. Modelado. 5. Gráficas en flujo de análisis. 6. Diseño por síntesis

Respuesta es: -

Ecuaciones diferenciales, integrales, derivadas y otras relaciones matemáticas.

-

Diagramas de bloque.

-

Graficas en flujo de análisis.

19. Los diagramas en bloque y las gráficas de flujo son representaciones gráficas que pretenden el acortamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si está caracterizado de manera esquemática o mediante ecuaciones matemáticas. Las ecuaciones diferenciales y otras relaciones matemáticas, se emplean cuando se requieren relaciones detalladas del sistema. Cada sistema de control se puede representar teóricamente por sus ecuaciones matemáticas. El uso de operaciones matemáticas es patente en todos los controladores de tipo P, PI y PID que debido a la combinación y superposición de cálculos matemáticos ayuda a controlar circuitos, montajes y sistemas industriales para así ayudar en el perfeccionamiento de los mismos.

20. Selección múltiple ¿Cuando un sistema es atraído y permanece en un punto de equilibrio se considera? 1) Estabilidad

2) Etabilidad marginal 3) Inestabilidad Respuesta: Estabilidad

21. El transmisor es el elemento final de control, la parte de proceso que provoca fisicamente la dinamica de todo sistema. 1)Verdadero 2)Falso(respuesta correcta)

22. Completacion: Sistemas de control adaptables: Las caracteristicas dinamicas de la mayoria de los sistemas de control no son __________ (por deterioro de los componentes, modificacion de los parametros o el medio ambiente) Respuesta: Constantes

23. Completacion: Sistemas de control adaptables: Las caracteristicas dinamicas de la mayoria de los sistemas de control no son __________ (por deterioro de los componentes, modificacion de los parametros o el medio ambiente) Respuesta: Constantes

24. Es un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular. Seleccione una: a. Controlador b. Sistema c. Sensor

d. Actuador

25. Completación ________________________:Sistema donde la salida en curso depende solamente de la entrada en curso. La salida de estos sistemas permanece constante si su entrada no cambia y sólo cambia si su entrada cambia.

Respuesta: Sistema Estático

26. __________________ establece que la respuesta producida por la aplicación simultánea de dos funciones de entradas diferentes es la suma de las respuesta individuales.

RESPUESTA: Principio de Superposición. 27. La siguiente pregunta es de completacion. Responderla completando la definicion: _________ es una señal que tiende a afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Respuesta: Perturbacion

28. ___________________________ Es un sistema de control retroalimentado donde la entrada de referencia o salida deseada pueden ser constantes o varian lentas en el tiempo y cuya tarea fundamental es mantener la salida en el valor deseado a pesar de las perturbaciones presentes.

Respuesta:Sistema de regulacion automatica

29. Completación: La función de transferencia que relaciona la señal de salida Y(s) con el error E(s) se denomina ____________________________________________________

Respuesta: Función de Transferencia de la Trayectoria Directa.

30. ¿Cuál es el dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada en otra diferente de salida?

Respuesta: Transductor y puede realizar transformaciones de tipo electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa 31. Completación: Un sistema que mantiene una relación entre la salida y la entrada de referencia, comparándola y usando referencia como medio de control, y se denomina ___________________

Respuesta: Sistema de control realimentado.

32.cuando aplicaciomos la variable manipulada a la variable controloda es lo que se conoce como control verdadero( ) falso ( ) respuesta Falso : control es cuando realizamos una medicion a una variable del sistema(la cual llamaremos variable controlada), y le aplicamos al sistema una variable manipulada para asi la variable controlada se mantenga en un valor o condicion deseada

33. Pregunta: Diga cuales de los siguientes sistemas de control son de lazo abierto y cuáles son de lazo cerrado, indicando con (A)para los sistemas de lazo abierto y con (C) para los sistemas de lazo cerrado. o o o o o o o o

Lámpara Termostato Plancha de Ropa Encendedor (Mechero) Horno Microondas Semáforo Nevera Amplificador de Música

Respuesta: o o o o o o o o

Lámpara (A) Termostato (C) Plancha de Ropa (C) Encendedor (Mechero) (A) Horno Microondas (A) Semáforo (A) Nevera (C) Amplificador de Música (A)

34. Completación: ___________________ es un sistema de control retroalimentado donde la salida es algún elemento mecánico, sea posición, velocidad o aceleración. Ejemplo: Una mano Robot. Respuesta: Servosistemas o tambien conocidos como servomecanismos.

35. Completación

___________________________ es un campo interdisciplinario de la ingeniería y las matemáticas, que trata con el comportamiento de sistemas dinámicos.

RESPUESTA: La Teoría de control 36. COMPLETACION Si una o mas variables son conocidas solo en instantes discretos de tiempo. Se dice que el sistema de control es __________________. Respuesta: Discreto.

37. De acuerdo a sus conocimientos, indique cual es la respuesta correcta conforme a lo que se le menciona. En un sistema se habla de realimentación cuando: a) Existe una sucesiòn abierta de relaciones b) Existe cambios de estados en el sistema

c) Existe en un sistema una secuencia cerrada de relaciones d) La información de salida no se compara con la de entrada Respuesta: (c). Se dice que la realimentación existen cuando en un sistema hay una secuencia cerrada de relaciones causa-efecto entre las variables de un sistema. Es decir, cuando el sistema de control es de lazo cerrado.

38. Verdadero o falso (Justifique en ambos casos): Los sistemas de control con aprendizaje están diseñados de modo que la señal de control se modifique al cambiar el entorno del sistema, manteniendo el desempeño siempre óptimo.

Respuesta: Falso, en realidad los sistemas diseñados de este modo son los sistemas de control adaptables. Los sistemas con aprendizaje son aquellos que pueden reconocer las características familiares de alguna situación y utilizar sus experiencias adquiridas en el paso para desempeñarse en forma óptima.

39. ¿Qué Caracteristicas Presentan los sistemas de control de Lazo Abierto y que desventaja poseen frente a los sistemas de control de Lazo Cerrado?

Respuesta: Las Caracteristicas de los sistemas de control de lazo abierto son: – No se compara deseado de la salida del sistema.

la

salida

– Para cada entrada una condición de operación fijada.

– La exactitud la calibración del controlador.

de

– En presencia de control adecuadamente.

la

de no

del

de

sistema

referencia

salida

del

perturbaciones cumplen

con

el

le

corresponde

sistema

depende

estos su

valor

de

sistemas función

La desventaja esta relacionada a la ultima caracteristica ya que la respuesta del sistema se hace sensible a pertubaciones externas y a variaciones internas de los parámetros del sistema.

40. COMPLETACION

El elemento más importante de cualquier sistema de control automático es el __________________________________, que no es mas que una trayectoria cerrada formada por un sensor, un controlador y un elemento final de control.

RESPUESTA: Lazo de control retroalimentado

41. Verdadero o Falso ¿Los Sistemas de Lazo Cerrado tienen muchas ventajas sobre los Sistemas de Lazo Abierto? V (___) F (___)

Respuesta: Verdadero. Lo que hace falta en el Sistema de Control de Lazo Abierto para que sea más exacto y más adaptable es una conexión o retroalimentación desde la salida hacia la entrada del sistema. Para obtener un control más exacto, la señal controlada debe ser realimentada y comparada con la entrada de referencia y se debe enviar una señal actuante proporcional a la diferencia de la Entrada y la Salida a través del Sistema para corregir el Error; estas trayectorias de Retroalimentación las posee el Sistema de Control de Lazo Cerrado.

42.

Selección

múltiple

¿Cuáles de estos elementos no pertenecen a los sistemas de lazo abierto? Justifique su respuesta 1. 2. 3. 4. 5.

Elemento Elemento Elemento Elemento Elemento

de de de de de

comparación control corrección proceso medición

Respuesta: No pertenecen

a

los

sistemas

de

lazo

abierto

los

siguientes

elementos:

1. Elemento de comparación, ya que en un sistema de lazo abierto no se compara el valor de referencia de la variable por controlar con el valor medido de lo que se obtiene a la salida. 5. Elemento de medición, ya que proporciona la señal de realimentación al elemento de comparación para determinar si hay o no error; proceso que ocurre solo en los sistemas de lazo cerrado.

43. Pregunta: ¿Para que era utilizado el sistema de control Reloj de agua conocido como Clepsydra en la antigua grecia? Respuesta: El reloj de agua era utilizado como alarma. Los alumnos de la academia fundada por Platón en el 378 A.C. tenían ciertas dificultades para levantarse por la mañana, lo cual era fuente de discusiones todos los días. Por lo cual Platón diseña un sistema de alarma basándose en una Clepsydra. En el vaso de la Clepsydra se ubicó un flotador encima del cual se depositan unas bolas. Durante la noche se llenaba el vaso y al amanecer alcanzaba su máximo nivel y las bolas caían sobre un plato de cobre. Es de suponer que ante el ruido de las bolas los "despiertos" alumnos terminarían por levantarse.

44. VERDADERO/FALSO ¿Es posible que un mismo sistema posea componentes internos que sean tanto sistemas de control de lazo abierto como de lazo cerrado interactuando conjuntamente?

VERDADERO Un ejemplo de esto es una lavadora, sistema de lazo abierto diseñado a base de tiempo que no mide la señal de salida como es la limpieza de la ropa, que dentro de si posee un sistema de lazo cerrado localizado en el sistema de control que mide el nivel de llenado de agua.

45. Pregunta de seleccion Simple. Diga la respuesta afirmativa, seleccionando la correcta El primer trabajo significativo en control automático fue: 1 Regulador de Vapor

2 Control de Temperatura 3 Sistema de Nivelado de Agua 4 regulador de velocidad centrifugo

46. Esta pregunta consiste en una de verdadero o falso, la pregunta es la siguiente ¿En un diseño sistema de control se considera que existe una perturbación en la planta desde el inicio del diseño? justificar en ambos casos. SI____

NO ____

47. Pregunta de seleccion Simple. Diga la respuesta afirmativa, seleccionando la correcta El primer trabajo significativo en control automático fue: 1 Regulador de Vapor 2 Control de Temperatura 3 Sistema de Nivelado de Agua 4 regulador de velocidad centrifugo

48. Esta pregunta consiste en una de verdadero o falso, la pregunta es la siguiente ¿En un diseño sistema de control se considera que existe una perturbación en la planta desde el inicio del diseño? justificar en ambos casos. SI____

NO ____

49. En el siguiente texto se ha introducido intencionalmente una palabra errónea. Detectarla, razonar la incoherencia de la misma y finalmente, sustituirla por la palabra correcta. “Una desventaja del sistema de control de lazo cerrado es que el uso de la realimentación hace al sistema, en su respuesta, relativamente insensible a las variaciones internas de parámetros del sistema”. Respuesta: La palabra incorrecta es desventaja que debería sustituirse por ventaja.

En un sistema de lazo cerrado las perturbaciones externas o internas no influyen ya que, precisamente con la realimentación, obtenemos una señal de error entre la entrada y la salida, que actúa sobre los elementos de control, haciendo que la salida del sistema evolucione a un valor correcto. 50. Completacion: Un sistema de control es deterministico si la respuesta es ___________ y __________. Respuesta: predecible y repetible 51. Seleccion simple: La estabilidad es un problema importante para: A) Sistemas de control de lazo cerrado B)Sistemas de control de lazo abierto Respuesta:A) Sistema de control de lazo cerrado, es un problema importante ya que al corregir los errores puede ocasionar oscilaciones de amplitud constante o variable variada

52. ¿Cual de estas desventajas pertenecen a los sistemas de Lazo Abierto? (Marque con una X) ___ Perturbaciones y cambios en la calibración causan errores, y la salida puede ser diferente de aquella deseada. ___ Los sistemas incluyen la habilidad para rechazar perturbaciones externas y mejorar la medición de la atenuación del ruido.

La respuesta es: "Perturbaciones y cambios en la calibración causan errores, y la salida puede ser diferente de aquella deseada." La otra desventaja pertenece a los sistemas de control de lazo cerrado

53. COMPLETACION

Basada en el análisis, en el dominio del tiempo y la síntesis a partir de variables de estados, que puede hacer frente a los sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas.

Respuesta: Teoría de control moderna

Esta teoría se ha desarrollado para manejar la creciente complejidad de las plantas modernas y los requisitos cada vez más exigentes sobre precisión, peso y coste en aplicaciones militares, espaciales e industriales

54. Completación

El _______________ es un dispositivo capaz de transformar una determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la salida.

Respuesta: Transductor

55. DESARROLLO.

¿Cuales son los objetivos principales que los sistemas de control deben alcanzar?

RESPUESTA.

1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos. 2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.