diagrama de sistemas


1.1.- DIAGRAMAS A BLOQUES



Para representar sistemas de todo tipo en una forma muy sencilla y versátil, los ingenieros usan a menudo el diagrama de bloques, el cual puede utilizarse para representar la composición e interconexión de un sistema. Sin embargo, si se usa éstos junto con las funciones de transferencia de los elementos componentes del sistema, lo que representará son lasrelaciones causa-efecto a lo largo de dicho sistema.

El diagrama de bloques de un sistema es la representación gráfica de las funciones realizadas por cada componente y del flujo de la información o de las señales. Mientras que matemáticamente una representación es puramente abstracta, en el diagramas a bloques se tiene la ventaja de visualizar en forma más realista el flujo de señales del sistemareal representado, y se indica las interrelaciones que existen entre sus diversos componentes. Además es primordial indicar que el diagrama de bloques puede usarse para la representación tanto de sistemas lineales como de no lineales.



Elementos de Representación en los Diagramas de Bloques


El bloque es el símbolo que representa a los componentes del sistema, además de la operaciónmatemática que el bloque produce a la salida sobre la señal que tiene a la entrada. Sobre los bloques se colocan generalmente las funciones de transferencia de los componentes.

Las flechas además de conectar a los bloques indican la dirección del flujo de señales y éstas a su vez representar las variables del sistema, de esta forma se representa explícitamente la propiedad o característicaunilateral de un diagrama a bloques. La flecha que apunta hacia el bloque indica la entrada, y la que se aleja del bloque representa la salida.

El punto de suma es un círculo que simboliza la operación de suma, y donde el signo (+ , -) indica si la señal ha de sumarse o restarse. Es importante que las cantidades a sumar o restar tengan las mismas unidades.

El punto de toma o bifurcación es unpunto desde el cual la señal de un bloque va concurrentemente a otro u otros bloques o punto o puntos de suma.












Existe una terminología que se utiliza y sigue normas internacionales para identificación de las variables y componentes de los Diagramas de Bloques.








COMPONENTES

A(s) Elementos de entrada, dispositivos que modifican la señal a valores adecuadosal sistema.

G1(s) Elementos de control, organizan y ejecutan las funciones propias del sistema.

G2(s) Elemento del sistema, es el proceso que se desea automatizar

H(s) Elemento de Retroalimentación o transducción.



VARIABLES


*V (s) Señal de mando, representa la señal externa aplicada al sistema para generar una salida específica al proceso.

*R (s) Señal de referenciaconstituye una variable externa dentro del ciclo de control.


C (s) Señal controlada, es la cantidad a controlar en el proceso y no necesariamente tiene las mismas unidades V (s).

E (s) Señal actuante o de error, representa la diferencia algebraica entre R(s) y la realimentación y se aplica directamente a los elementos que realizan el control G(s).

M(s) Variable manipulada, es la que aplicalas acciones de control directamente a la planta.

V(s) Señal de perturbación es una señal ajena e indeseable puesto que ningún sistema esta aislado.

B(s) Señal de Retroalimentación, su función es la de comparación con R(s) por lo que tiene que ser homogénea y por ello es necesario en ocasiones un transductor.



Un sistema de control realimentado puede estar compuesto de una cantidadilimitada de elementos, el cual aún con ser representado mediante diagrama de bloques sería muy difícil de analizar u obtener la función de transferencia. Por tal motivo será necesario reducir el diagrama original hasta la forma básica o canónica de un diagrama de bloque la cual es representada por la figura siguiente:






Donde:

G Función de Transferencia Directa o de Proceso o de...