TC12 Intro Sistemas Digitales

TEORÍA DE CONTROL
Tema 12. Introducción a los Sistemas Digitales
Introducción
Cada vez más el control de sistemas reales tiende a la utilización de Computadores Digitales, debido a su eficiencia y
bajo costo.
 Computadores cada vez más rápidos, crecimiento exponencial los últimos 30 años.
 Tamaño y precio de los equipos cada vez menor.
 La eficiencia de los sistemas digitales se acerca muchoen la actualidad a la de los sistemas continuos
equivalentes.
 Posibilidad de trabajar muchas variables al mismo tiempo, lo que implica mayor facilidad para el tratamiento
de sistemas multivariables.
Entre los campos de aplicación de los sistemas digitales encontramos:
 Control de máquinas herramientas (tornos, fresadoras, etc.)
 Procesos químicos complejos.
 Aeronáutica.
 Automóvil, etc.Algunas ventajas de los sistemas digitales:
 Mejoras en la sensibilidad de las medidas.
 Utilización de sensores, transductores y calculadores digitales.
 Disminución de la sensibilidad al ruido.
 Facilidad para la reconfiguración de los algoritmos de de cálculo del control o supervisión.
 Posibilidad de utilizar algoritmos más complejos y eficientes.
El control mediante un computador digitalrequiere de elementos adicionales en el sistema de control que modifican
parcialmente el lazo de control y requieren de conocimientos adicionales tradicionalmente ligados al tratamiento de
señales.
Algunos de estos conocimientos adicionales son:
 Lazo de control de sistemas digitales (discretizados, numéricos, digitales).
 Convertidores análogo digital CAD y digital análogo CDA.
 Sistemasdiscretos.
 Ecuaciones de diferencias.
 La transformada en Z.
 La retroalimentación de estado digital.
 Estabilidad de los sistemas discretos
 El rendimiento de los sistemas discretos.

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Teoría de Control

Lazo de control de sistemas continuos y digitales.
Las siguientes dos figuras muestran los diagramas de bloque típicos de sistemas de control Continuos y Digitales.
Perturbación

Acciones deControl
Sistema de Control
Referencia

Error

Controlador

Sistema
dinámico a
controlar

E.F.C.

Elementos de
medición

Medidas

Salidas

Control Retroalimentado Continuo
Controles digitales
Sistema de Control
Referenci

Error

Computador
digital

Medidas
digitales

CDA

Controles
analógicos

Perturbación

Sistema
dinámico a
controlar

E.F.C.

CAD
Medidas
analógicas

Sensores /
transmisoresSalidas

Control Retroalimentado Digital
Sistema de control
 

 
CDA

CAD

Variables de Control Retroalimentado Digital
El sistema de control digital completo se puede considerar dividido en dos partes:
 Una parte analógica, que contiene las leyes físicas del sistema en sí, pues la mayor parte de los sistemas
reales funcionan de forma analógica. A este comúnmente se le agregan los sensores yactuadores.

Jean-François DULHOSTE

Tema 12. Introducción a los Sistemas Digitales




Una parte digital en la que encontramos las leyes de control. Estas leyes deben tratarse por tanto como
un sistema discreto.
Una interfaz análogo-digital que permite la comunicación de las dos partes.

Convertidores Análogo-digital y digital-análogo
Convertidor Análogo-Digital
Un convertidor análogo digital realizaprincipalmente dos operaciones:
 El muestreo de la señal, es decir su discretización temporal, con un período fijo que se denota generalmente
como .
Una señal discreta es una señal que posee un valor solo a unos instantes precisos. Estos instantes de tiempo
están definidos por el período de de muestreo  , que es un valor de tiempo constante que separa dos de
estos instantes.
Un discretizador idealse puede ver como un interruptor que se conecta cada segundos, durante un instante
muy corto de tiempo y esta desconectado el resto del tiempo. Si consideramos como variable de entrada del
discretizador a
y como salida a
tendremos como función
∑
o
que
que los relaciona a
no es más que la función impulso o delta de Dirac. A cada paso de
discretización  
.


Discreto
Continuo
La cuantificación de...