Objetivo: El alumno comprenderá y analizará sistemas de control continuo y discreto utilizando métodos del dominio del
tiempo y la frecuencia.
a. system concept;b. detailed layout;c. schematic;d. functional block diagram
Diagrama de una planta industrial con lazo de control de relación FFC
Controlador analógico
Controlador digital de un lazo
Objetivo de los sistemas de control: la respuesta real debe seguir al valor deseado, el mayor tiempo posible, lo más cerca posible, en presencia de cambios en la entrada y perturbaciones
Respuesta permanente y transitoriaRespuesta permanente y transitoria
Los sistemas de control no realimentados requieren de una calibración exacta para operar confiablemente, pero tienen la gran desventaja de que son vulnerables a las
pertubaciones.
a. a. Control de lazo abierto;Control de lazo abierto;b. b. Control realimentadoControl realimentado
consiste en mantener el error en valores cercanos a cero, el mayor tiempo posible, frente a cambios de la referencia r y perturbaciones externas p
El objetivo de control en un sistema realimentado o de malla cerrada
Efecto de los parámetros de control: alta y baja Efecto de los parámetros de control: alta y baja ganancia del controlador sobre la salidaganancia del controlador sobre la salida
Experimento 3
Control por realimentación de estado y observador
Señal de control en color claro
Salida del sistema de en color rojo
Diseño de sistemas de controlDiseño de sistemas de control
Formas de Formas de onda onda
empleadas empleadas para probar para probar sistemas de sistemas de
controlcontrol
Transformadas de Transformadas de LaplaceLaplace y y ZZ de funciones de funciones comunescomunes
Propiedades de la Transformada de Laplace
• PC de propósito general
• Paquete de software de adquisición, control y monitoreo
• Tarjetas de adquisición, conversión A/D, conversión D/A, entradas y salidas binarias
Componentes de un controlador basado en PC
VARIABLEDE
PROCESO
r(kT) e(kT)+
-
G(z)u(kT)
D/Au*(kT)
ROCu(t)
SEÑAL DECONTROL
Gp(s)
PLANTACONTÍNUA
y(t)
A/D
y(kT)MUESTREADOR
T
ALGORITMO DECONTROL DIGITAL
COMPUTADORA DIGITAL
VARIABLES DIGITALES : r(kT), e(kT), y(xT), u(kT)VARIABLES CONTINUAS: u(t), y(t)VARIABLES DISCRETAS: u*(kT)
12
3 4
- LA SEÑAL 2 ES DISCRETA EN EL TIEMPO Y DISCRETA EN MAGNITUD- LA SEÑAL 3 ES DIGITAL PRODUCIDA POR EL ALGORITMO CON BASE EN e(kT)
56
Sistema de control digital típico
conversión conversión analogico/digital analogico/digital
a. señal a. señal analógica;analógica;
b. señal analógica b. señal analógica muestreada y muestreada y
extrapolada con extrapolada con ROC;ROC;
c. conversión de c. conversión de muestras a muestras a
valores digitalesvalores digitales
Dos formas de interpretar el muestreo uniforme:
a. operación cíclica de un interruptor;
b. producto de la señal continua f(t) y la muestreadora s(t);
Período de muestreo T
Ancho del pulso Tw
Retén de orden cero
VARIABLEDE
PROCESO
r(kT) e(kT)+
-
G(z)u(kT)
D/Au*(kT)
ROCu(t)
SEÑAL DECONTROL
Gp(s)
PLANTACONTÍNUA
y(t)
A/D
y(kT)MUESTREADOR
T
ALGORITMO DECONTROL DIGITAL
COMPUTADORA DIGITAL
12
3 456
y(t)
t
CONTINUA
1y(kT)
kT
DISCRETA
12
1
r(kT)
kT0 1 2 3 4 ...
6
e(kT)
kT-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 ...
5
u*(kT)
kT
DISCRETA
3u(t)
tCONTINUA
“SEÑAL DE PULSOS”
4
Saltar animación
El lazo de control digital se representa enteramente como un sistema discreto, el controlador se expresa por la función de transferencia Gc(z) y la planta por Gp(z).
)(kTr )(kTe )(kTu )(kTy
)(zGC)(zGP
Ejemplo de realización de un controlador PI discreto en el Lab. de Control Digital.
Transformadas de Transformadas de LaplaceLaplace y y ZZ de funciones de funciones comunescomunes
Propiedades de la Propiedades de la transformada Ztransformada Z