Introduccion a los sistemas de control

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Introducción a los sistemas de control
Sistema Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado A un sistema se le puede considerar como una caja negra que tiene una entrada y una salida. Sistema de control Se considera un sistema de control si la salida secontrola de modo que pueda adoptar un valor o cambio en particular de alguna manera definida. Ejemplos:

Entrada combustible

Estación de generación de energía

Salida electricidad

Entrada potencia eléctrica

Motor eléctrico

Salida movimiento mecánico

No importa que tan complejo sea un sistema en sus componentes o en las interacciones entre ellos; se puede considerar que todos estándentro de una caja negra y solo tener en cuenta las entradas y las salidas a dicha caja.

Modelos Un modelo es solo un medio para transferir alguna relación de su versión real a otra versión. Para llevar a cabo la transferencia solo se consideran las relaciones de interes. Un modelo matemático de un sistema dinámico se define como un conjunto de ecuaciones que representan la dinámica del sistemacon precisión.

Sistemas de control de lazo abierto y cerrado Sistemas de control de lazo abierto, son sistemas en los cuales la salida no se compara con la entrada de referencia, por lo tanto a cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fija.
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La señal de salida no tiene efecto sobre la señal de entrada.

Entrada Señal de temperatura requerida

Calefactor eléctrico

Salida temperatura

Ejemplos: Lavadora automática Calefactor eléctrico Un sistema que opere mediante tiempos Motor

Sistemas de control de lazo cerrado, son sistemas que mantienen una relación prescrita entre la salida yla entrada de referencia, comparándolas y usando la diferencia como medio de control. Lo que se desea es mantener la salida constante a pesar de los cambios en las condiciones de operación.
Comparación entre las temperaturas real y requerida

Entrada Señal de temperatura requerida

+ -

Calefactor eléctrico

Salida temperatura

Medición de temperatura Señal de realimentación relacionadacon la temperatura real

Ejemplos Calefactor eléctrico con termostato Aire acondicionado Refrigerador Boiler Tinaco

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Lazo abierto contra lazo cerrado. En lazo abierto la precisión del sistema depende de lacalibración. Ante la presencia de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea adecuada. En los sistemas de lazo abierto no existen problemas de estabilidad. Una ventaja del sistema de lazo cerrado es que el uso de la realimentación vuelve la respuesta del sistema relativamente insensible a las perturbaciones externas y a las variaciones internas en los parámetros del sistema. Enlazo cerrado los sistemas pueden presentar problemas de estabilidad al corregir en exceso los errores y producir oscilaciones en su respuesta. Perturbación. Una perturbación es una señal que tiende a afectar negativamente el valor de salida de un sistema.

Elementos básicos de control Lazo Abierto

Entrada Señal que se espera produzca la salida requerida

Elemento de control

Elemento decorrección

Proceso

Salida Variable controlada

Lazo Cerrado

Elemento de comparación Entrada Valor de referencia + Señal de error Elemento de medición Elemento de control Elemento de corrección Elemento de proceso Salida Variable controlada

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