Ciencia

EL COMPORTAMIENTO NO LINEAL COMO FUENTE DE ERRORES EN ESTADO ESTABLE

Escuela Politécnica del Ejército
Ingeniería Mecatronica
Departamento de Energía y Mecánica

SISTEMAS DE CONTROL II

RESUMEN
En este artículo se muestra el comportamiento de los sistemas no lineales con sus respectivos errores ya que todo sistema es inherentemente no lineal y solo se comporta de manera lineal paracierto rango de operación. Si es necesario que los parámetros del sistema vayan más allá de este ámbito el sistema se vuelve no lineal. En este trabajo se presenta los errores en estado estable como producto de los sistemas no lineales que son provocados por la fricción, variación de frecuencia y de señal.
Palabra clave: Error en estado estable, fricción, frecuencia.
Abstract
This article showsthe behavior of nonlinear systems with their own mistakes and that any system is inherently nonlinear and only behaves linearly for a certain range of operation. If it is necessary that the parameters of the system beyond this field the system becomes nonlinear. In this paper, steady-state errors as a result of nonlinear systems that are caused by friction, and frequency variation signal.
1.INTRODUCCION
Los sistemas no lineales con características no lineales inherentes o deliberadas han encontrado una amplia aplicación en los más diversos campos de la ingeniería. La principal tarea del análisis de los sistemas no lineales es obtener una imagen comprensiva, si es posible cuantitativa, o por los menos cualitativa, de los que le sucede al sistema si a las variables se les permite, ose les fuerza, más allá del punto de operación.
Los sistemas físicos tienen varios tipos de no linealidades. Por tanto, es necesario considerar con cuidado la amplitud de las señales senoidales de entrada. Si la amplitud de la señal de entrada es demasiado grande, el sistema se saturará y la prueba de la respuesta en frecuencia producirá resultados imprecisos.
2. Error en estado establecausado por elementos no lineales
En muchas ocasiones, los errores en estado estable de sistemas de control se atribuyen a algunas características no lineales, tales como la fricción no lineal o la zona muerta. Por ejemplo, si un amplificador empleado en un sistema de control tiene las características de entrada/salida mostrada en la figura 7.2, entonces, cuando la amplitud de la señal de entradacae dentro de la zona muerta, la salida del amplificador sería cero, y el control no sería capaz de corregir en el caso de existir algún error. Las características de no linealidad de zona muerta que se muestran en la 7.2 no están limitadas a los amplificadores. La relación flujo a corriente del campo magnético de un motor eléctrico puede presentar una característica similar. Cuando la corrientedel motor cae por debajo de la zona muerta D, no hay flujo magnético, y por tanto el motor no producirá el par que mueva la carga.

Las señales de salida de componentes digitales empleados en sistemas de control, tales como un microprocesador, pueden adoptar sólo niveles discretos o cuantizados. Esta propiedad se ilustra por la característica de cuantización que se muestra en la fig. 7. 3.Cuando la entrada al cuantizador es ±q/2, la salida es cero, y el sistema puede generar un error en la salida cuya magnitud está relacionada con ±q/2. Este tipo de error se conoce como error de cuantización en sistemas de control digital.

Cuando se trata del control de objetos físicos, la fricción casi siempre está presente. La fricción de Coulomb es una causa común de errores de posición enestado estable en sistemas de control. La fig. 7-4 muestra el restablecimiento de una curva par posición de un sistema de control. La curva de par típica se puede generar con un motor de pasos o un motor de reluctancia conmutada, o a partir de un sistema en lazo cerrado con un codificador de posición. El punto 0 designa un punto de equilibrio estable sobre la curva de par, así como los otros...