SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

1 SISTEMAS AUTOM TICOS DE Y APLICACIONES DE LOS N DE LOS DE SISTEMAS : LAZO ABIERTO Y TRANSFORMADA DE LAPLACESISTEMAS AUTOM TICOS DE CONTROL INTRODUCCI N CONCEPTOS TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL T. DE LAPLACESISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROLDEFINICI N. Conjuntodecomponentesf sicosconectados Regulanlaactividadpors mismos. CorrigenerroresdefuncionamientoEJEMPLO: CONTROL T habitaci n Regulaci nmedianteuntermostato. Seprogramalatemperaturadereferencia. SiTrecinto<TdeseadaSeproduceQ SiTrecinto>TdeseadaNoproduceQAPLICACIONESINDUSTRIA CALIDADYCANTIDADDEPRODUCCI N REDUCCI NDECOSTES MAQUINIZACI NESPECIALIZADAAPLICACIONESHOGARES MEJORACALIDADDEVIDAAPLICACIONESAVANCES CIENT FICOSAPLICACIONESAVANCES TECNOL GICOSCONCEPTOS DE REGULACION AUTOM TICA VARIABLEDELSISTEMA:magnitudcontroladaVel ocidad,posici n,temperatura,presi ENTRADA:excitaci nexterioralsistema SALIDA:respuestadelsistema PERTURBACI N:se alesnodeseadasTIPOS DE SISTEMAS AUTOM TICOS ,Thabitual,SalidaTactual.

2 ARTIFICIALES:Calefacci ,Treferencia,SalidaThabitaci n. MIXTOS:Manejoautom ,direcci ncarretera,Salida,direcci nautom N DE LOS SITEMAS DE ENTRE BLOQUESSUMA, RESTA, MULTIPLICACI N, DIVISI NTIPOS DE SISTEMAS DE :laacci ndecontrolesindependientedelasalida Puertacorredera Lavadora Calefacci :laacci ndecontroldependeenciertomododelasalida. Calefacci ncontermostatoSISTEMA DE LAZO LAVADORA COMO PARADIGMA DEL SISTEMA DE LAZO ABIERTOINCONVENIENTE DEL SISTEMA ABIERTO :sistemadecalefacci ncontroladoportiempoenelqueseproduceunap erturbaci DE LAZO CERRADO n:propiedadquecomparalasalidaconlaentrad a,produci ndoseunase :diferenciaentrelaentradaylasalidaSISTEM A DE CONTROL LAZO CERRADO IIELESQUEMAT PICO error,referenciayvariablerealimentada. EN FORMA DE DIAGRAMA DE bloques EL SISTEMA DE CONTROL PARA CAMINAR EN UNA DETERMINADA DIRECCI :SALIDA: CONTROLADOR:PLANTA O PROCESO:DETECTOR DE ERROR O COMPARADOR:COMPONENTES DE UN SISTEMA DE DE UN Y DE POSICI DE DE DE PRESI DE ILUMINACI Y ACTUADORESCOMPONENTES DE UN SISTEMA DE CONTROL REGULADOR, TRANSDUCTOR O CAPATDOR, COMPARADOR O DETECTOR DE ERROR, : PROPORCIONAL(P) INTEGRAL(I) DIFERENCIAL(I)ACCIONES DE CONTROL PROPORCIONAL ESUNAAMPLIFICACI NDELASE ALDEERROR LAMODIFICACI NESPROPORCIONALALERROR.

3 INCONVENIENTE: ERROR PERMANENTE .REGULADOR P PARA MANTENER EL CAUDAL K POR LA V LVULA PERMANENTE: NIVEL DEP SITOACCI N DE CONTROL INTEGRAL LAACCI NDECONTROLDELREGULADORESPROPORCIONALALAI NTEGRALDELASE ALDEERROR. LAACCI NESFUNCI NDELADESVIACI NDELASE ALYDELTIEMPOENQUESEHAPRODUCIDO. ESTAACCI CON VELOCIDAD REGULADA POR TENSI NACCI N DE CONTROL DIFERENCIAL D ALIGUALQUELAINTEGRAL,VAUNIDAALAP LUEGOESPDoPDI LASE ALDEMANDOVARIAENFUNCI NDELADERIVADADELASE ALDEERROR. ACTUAENFUNCI NDELAPENDIENTEDEL error. SEANTICIPAALASOBREOSCILACI TRADUCENUNAMAGNITUDDEENTRADAENOTRADESALI DAM SFACILDEPROCESAR. ESDELAMISMANATURALEZAQUEELCAPTADOR,PEROD IFERENTEUTILIDAD. CAPTADOR:CAPTAUNASE ALPARAREALIMENTARLA. TIPOS:TRANSDUCTORES DE POSICI N, PROXIMIDAD Y DESPLAZAMIENTOTIPOS: RESISTIVOS,INDUCTIVOS,CAPACITIVOS,FINALD ECARRERA, DE VELOCIDAD I TAC METROSMEC NICOSOEL CTRICOSPARAVELOCIDADANGULAR.

4 PUEDENMEDIRVELOCIDADMEDIA/INSTANTANEATAC METROS MEC NICOSTRANSDUCTORES DE VELOCIDAD IITAC METROS EL CTRICOSTAC METRO DE CORRIENTES PAR SITASTAC METROS DE VELOCIDADTAC METROS DE FRECUENCIAF = K TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA TERMORESISTENCIAS:HILOMET LICODEPtCONUNARDE100 AO cQUEVAR [1+ (T T0)]SEUSAENELPUENTEDEWHEATSTONERPT=(R2/R 1)RXTERMISTORES: NTC y PTC RESISTENCIASSEMICONDUDORASVARIABLESCONT NTCyPTC NTC:cambiospeque osdeT;cambiosgrandesdeRyseusaundivisorde tensi nuas. BASADOSENELEFECTOSEEBECK ALCERRARUNCIRCUITOSCONDOSCONDUCTORESMETA LICOSDIFERENTES,MANTENIENDOUNASOLDADURAC ALIENTEYOTRAFR A,SEPRODUCEUNACORRIENTEELECTRICADEBIDOAL ADIFERENCIADET. ALEACIONESDE: CROMEL. ALUMEL CONSTANT METRO DE RADIACI NLEYDESTEFAN-BOLTZMAN: Laenerg aporunidaddetiempoysuperficiedeuncuerpoe sdirectamenteproporcionalalacuartapotenc iadesuTabsoluta.

5 MidenadistancialaTdeuncuerpoenfunci ndelaradiaci DE PRESI N TIPOS:MECANICOS,ELECTROMEC NICOSYDEVAC O. TRANSDUCTORESMEC NICOS:MIDENLAPRESI NDIRECTAMENTE(COMPAR NDOLACONUNLIQUIDODEDENSIDADYALTURACONOCI DA),EINDIRECTAMENTE(DEFORMACI NDEELEMENTOSEL STICOSDELTRANSDUCTOR)TRANSDUCTORES DE PRESI N MEC NICO DE DIAFRAGMADIAFRAGMASSOLDADOSCUYADEFORMACI NPORPRESI DE PRESI N MEC NICO DE FUELLEPIEZAFLEXIBLEENLADIRECCI NDESUEJEQUEPUEDEDILATARSEOCOMPRIMIRSEENF UNCI NDELAPRESI DE PRESI N ELECTROMEC NICO RESISTIVOLAPRESI NDESPLAZAUNCURSORALOLARGODEUNPOTENCI FONOTRANSDUCTOR DE PRESI N ELECTROMEC NICO CAPACITIVOMIDELAPRESI NDECESFUNCI NDEPTRANSDUCTOR DE PRESI N DE GALGAS EXTENSIOM TRICASSEBASANENLAVARIACI NDELONGITUDYDI METROQUEEXPERIMENTAUNHILOCONDUCTOROSEMIC ONDUCTORALSERSOMETIDOAESFUERZOMEC NICOPORLAPRESI DE PRESI N ELECTROMEC NICO PIEZOELECTRICOSEBASANENELEFECTOPIEZOEL CTRICO.

6 CUANDOSEAPLICAPRESI NADETERMINADASZONASDEUNAL MINACRISTALINA,APARECEUNTENSI NEL DE ILUMINACI N SUELENTRANSFORMARLAENERG ALUMINOSAQUERECIBENENCORRIENTEEL CTRICA. LDR, Y FOTOTRANSISTORESFOTODIODO:CONDUCECUANDOR ECIBELUZ: SLENTACOMPARADORES ESELELEMENTOQUEDALASE ALDEERRORPORCOMPARACI PUEDENSERNEUM TICOS,MEC NICOS,EL CTRICOSYELECTR Sonloselementosfinalesdecontrol Funcionancomo rganosdemando. EJEMPLOS:interruptores,rel s,v lvulasneum ticas,v lvulasdecontrol. V LVULADECONTROL:Secomportacomounorificiod e :obturadoryasientoSERVOMOTOR:accionaelv TRANSFORMADA DE LAPLACE Herramientamatem ticausadaenRegulaci nAutom tica. Elmodelomatem ticodelsistemadecontrolsueleserunafunci ndevariablereal(t, ) Laresoluci ,m sf FUNCI N DE TRANSFORMADA DE DE FUNCI N DE DE LOS DIAGRAMAS DE DE LA RESPUESTA DE UN SISTEMA DE REGULACI DE TRANSFERENCIA DE ALGUNOS SISTEMAS F SICOSTRANSFORMADA DE LAPLACEDEFINICI N:TRANSFORMADAINVERSAEJEMPLOOBTENERLATRA NSFORMADADELAPLACEDELAFUNCI NUNIDA:f(t)=1 PROPIEDADES DE TRANSFORMADASFUNCIONEST PICASLA TRANSFORMADA nantitransformadaenSistemasdeControl:(n> m) INVERSA: C CESSEANREALESYDISTINTAS:LA TRANSFORMADA INVERSA: C CESM LTIPLESEJEMPLOOBTENERLATRANSFORMADAINVER SADE:FUNCI N DE CLASICADECONTROL:relaci nE/S, NDETRANSFERENCIA: Descripci nmatem ticadelsistemafisico BasadaenlaTransformadadeLaplace Ayudaaconocerelcomportamientodelsistema.

7 Nosdapistassobrelaestabilidaddelsistema Nosdicelosvaloresdeciertospar N DE TRANSFERENCIACONCEPTOG(s): de un sistema es cociente entre las transformadas de Laplacede las se ales de salida y de N DE TRANSFERENCIACARACTER (s) DEPENDE SOLO DE LAS PROPIEDADES F SICAS DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA, NO DE LA SE AL DE (s) viene expresado como el cociente de dos polinomios en la variable compleja sFUNCI N DE TRANSFERENCIACARACTER STICASCONOCER G(s) NOS PERMITE OBTENER LA VARIABLE DE SALIDA PARA CADA FUNCI N DE ENTRADAG(s) SIRVE PARA CONOCER LA TRANSFORMADA DE LAPLACE DE LA SALIDA CONOCIDA LA DE LA ENTRADACON LA TRANSFORMADA INVERSA OBTENEMOS LA RESPUESTA EN EL TIEMPO ANTE UNA ENTRADA DETERMINADAPOLOS Y CEROSEN LA FUNCI N DE TRANSFERENCIAD(s) SE DENOMINA FUNCI N CARACTERISTICAD(s) DETERMINA LAS CARACTER STICAS F SICA DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMAD(s)

8 = 0 ES LA ECUACI N CARACTER STICA DEL SISTEMAPOLOS Y CEROSPOLOS:RA CESDELAECUACI NCARACTER STICAD(s)=0 CEROS:RA CESDELNUMERADORN(s) PARA QUE UN SISTEMA SEA F SICAMENTE REALIZABLE, EL NUMERO DE POLOS DEBE SER MAYOR O IGUAL QUE EL N MERO DE CEROS OPERACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE BLOQUESBLOQUES EN SERIELA FUNCI N DE TRANSFERENCIA GLOBAL ES IGUAL AL PRODUCTO DE LAS FUNCIONES DE TRANSFERENCIA AISLADASOPERACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE BLOQUESBLOQUES EN PARALELOLA FUNCI N DE TRANSFERENCIA GLOBAL PARA UN SISTEMA QUE EST COMPUESTO POR bloques EN PARALELO ES IGUAL A LA SUMA DE LAS FUNCIONES DE TRANSFERENCIA DE LOS DIAGRAMAS DE BLOQUESISTEMA DE BUCLE CERRADOR(s) aldeentradaE(s) (s) aldesalidaB(s) alrealimentadaG(s):Funci ndetransferenciadirectaH(s):Funci ndetransferenciadelbuclederealimentaci nOPERACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE bloques DELCOMPARADOR:E(s)=R(s) B(s) DELAFUNCI NDETRANSFERENCIADIRECTA:C(s)=G(s).

9 E(s) DELAREALIMENTACI N:B(s)=H(s).C(s) SUSTITUYENDOENC(s),E(s)yB(s)EJEMPLOOBTEN ER LA FUNCI N DE TRANSFERENCIA DEL SIGUIENTE SISTEMA ESTABLE es el que permanece en reposo a no ser que se excite por una fuente externa, en cuyo caso alcanzar un nuevo reposo una vez que desaparezcan todas las que un sistema de regulaci n sea estable, las ra ces de su ecuaci n caracter stica (polos) deben estar situadas en la parte negativa del plano complejo de N DE LA N DE ESTABILIDADF unci n de transferencia en bucle cerrado con realimentaci n unida