Motores

Sistemas de Control Automático. Guía 4

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Facultad: Ingeniería.
Escuela: Electrónica.
Asignatura: Sistemas de Control Automático.
Lugar de ejecución: Instrumentación y Control (Edificio
3, 2da planta). Se hará en dos sesiones.

El controlador On-Off (si-no o todo y nada).
Objetivos específicos
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Identificar las características de los controladores ON-OFF o de dos posiciones en lossistemas de
control automático.

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Describir el efecto de la histéresis del regulador.

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Medir y calcular la amplitud y el período de tiempo de las oscilaciones.

Materiales y equipo
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1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN ±15 VCD [SO3538-8D].
1 REFERENCIA DE VOLTAJE [SO3536-5A].
1 AMPLIFICADOR DE POTENCIA [SO356-7Q].
1 SISTEMA CONTROLADO DETEMPERATURA [SO3536-8T .
1 MÓDULO CON BOMBA [SO3536-9H].
1 SISTEMA DE CONTROL DE NIVEL [SO3536-9K] .
1 GRAFICADOR X-Y Y-t (PLOTTER).
1 VOLTÍMETRO DE BOBINA MÓVIL [SO5127-1H].
1 INDICADOR DE TEMPERATURA [SO5127-1V].
1 CONVERTIDOR DE PRESION A VOLTAJE [SO3535-7U].
20 PUENTES.
1 SWITCH.
5 HOJAS DE PAPEL MILIMETRADO (El estudiante debe traerlas).
1 CONTROL ON-OFF [SO3536-5R].
1 DIVISIÓN PARATIEMPO MUERTO.
VARIOS CABLES.

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Sistemas de Control Automático. Guía 4

Introducción teórica
La salida del controlador ON-OFF, o de dos posiciones, solo puede cambiar entre dos valores al igual
que dos estados de un interruptor. El controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto
en la variable controlada para un valor de referencia dado pues el controlador produce unacontinua
desviación del valor de referencia.
La acción del controlador de dos posiciones tiene un simple mecanismo de construcción, por esa
razón este tipo de controladores es de los de más amplio uso, y comúnmente utilizados en sistemas
de regulación de temperatura.
Los controladores mecánicos de dos posiciones normalmente posee algo de histéresis, por el
contrario los controladoreselectrónicos usualmente funcionan sin histéresis.
La h istéresis está definida como la diferencia entre los tiempos de apagado y encendido del
controlador.
El usar un controlador de acción de dos posiciones da como resultado una oscilación de la variable
controlada, x .
Para determinar la regulación del controlador, son importantes los parámetros amplitud y período de
tiempo de la oscilación. Laoscilación depende de muchos factores, el período de tiempo está en
función del tiempo muerto del sistema y la posible histéresis del controlador. La histéresis también
está directamente influenciada por la amplitud de la oscilación la cual es adicionalmente
dependiente de los valores del factor de histéresis K is y la magnitud del escalón en la variable de
entrada.

Figura 4.1 Planta integralcon controlador ON-OFF sin histéresis.

Sistemas de Control Automático. Guía 4

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TU = Tiempo muerto del sistema
w = Valor de referencia
T = Período de la oscilación
xm = Ancho de sobreimpulso de la oscilación

Figura 4.2 Planta integral con controlador ON-OFF con histéresis xd.
La Figura 4.2 muestra las características dinámicas de un sistema de regulación, usando un
controlador dedos posiciones en una planta integral sin compensación como un resultado del tiempo
de retardo en la planta y con histéresis igual a cero, la oscilación se produce con un período de
tiempo de:

T = 4Tu
La amplitud de oscilación está principalmente determinada por los valores característicos del factor
de histéresis (Kis ) y la magnitud de cambio de la variable de entrada, Δy:

Donde:Si el controlador de dos posiciones posee histéresis, entonces la amplitud y período de las

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oscilaciones están definidos por:

T = 4Tu + 4t1
y relacionando otras variables:

Donde xd es la banda de histéresis del controlador.
La variable xd debe ser sumada a la amplitud de la oscilación, y está dada por:

Las fórmulas dadas solo son...