Consideraciones para el diseo de sistemas de controlMxico D.F. a 16 de Agosto de 2006Departamento de Control, Divisin de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera UNAM

Qu se necesita para disear un sistema de control??Requisito primordial: Conocer la plantaSaber qu es, qu hace, cules son susvariables principales, sus especificaciones,Limitaciones, su capacidad y las condiciones para un manejo seguro y confiable.Conocer su dinmica lo mejor posibleDespus...

Proponer o definir el objetivo de controlEn forma muy general, existen dos:RegulacinySeguimiento de trayectoriaEn regulacin, el objetivo principal es hacer que la(s) variable(s) a ser controlada(s) llegue(n) hasta un valor deseado y permanezcan en ese valor sin importar algn tipo de perturbacin. en un seguimiento de trayectoria, la(s) variable(s) controlada(s) deben de seguir un determinado comportamiento previamente establecido tambin sin importar perturbaciones. Sea cualquier objetivo de control....

La(s) seal(es) o variable(s) a controlar pasan por dos momentos en la bsqueda del objetivo final: ..hay que conocer que:Etapa transitoriaEtapa en estado estableCuando un sistema es obligado a cambiar desde una condicin inicial hasta otra, sufre una etapa transitoria que se ve reflejada en sus variables. Tiempo despus si las variables del sistema logran estabilizarse en otra condicin, se dice que estn en una etapa de estado estable.

Etapa transitoria (et)Etapa en estado estable (ee) tvalor de referenciaetee ttrayectoriaa seguirEtapa transitoria y etapa en estado estableRegulacinSeguimiento de trayectoriaSi la variable a controlar se encuentra en estado estable pero notiene el valor deseado, se dice que existe un error en estado estable.

Realimentacin y sus efectos.SistemaControladorSistemaControladorSensor-+Cuando la salida no afecta a la accin de controlCuando la salida tiene inferencia en el controlLazo abiertoLazo cerrado

Realimentacin y sus efectos.Lazo abiertoVentajas:Desventajas:Fcil de implementarSencilloEconmico Si existe un error en la salida, el control no lo compensa. Si hay perturbaciones, el control no las compensa. La efectividad depende de la calibracin.Necesita componentes precisosLazo cerradoVentajas:Desventajas: A veces complicado para implementar Tiene ms componentes que un control a lazo abierto. Utiliza ms potencia. Necesita sensores que pueden no ser econmicos. Si existe un error en la salida el control lo compensa. Si hay perturbaciones el control las compensa. Puede utilizar componentes imprecisos y baratos.

Realimentacin y sus efectos.La realimentacin no solo reduce la diferencia entre el valor deseado y el valor real, tambin tiene efectos en las caractersticas de desempeo del sistema, como la ganancia, la estabilidad, la sensibilidad y el rechazo a perturbaciones. La relacin es muy diferente a la de lazo abierto. GYReR GY H bRelacin salida-entrada en sistemas de lazo abierto (caso esttico).

Relacin salida-entrada en sistemas de lazo cerrado (caso esttico).

Realimentacin y sus efectos.Efecto sobre la ganancia global La realimentacin afecta la ganancia G de un sistema no realimentado por un factor 1 + GH. El efecto general de la realimentacin puede disminuir o aumentar la ganancia Global. Efecto de la realimentacin sobre la estabilidad Muchas veces la realimentacin puede hacer que un sistema estable se haga inestable. La realimentacin puede mejorar la estabilidad o puede perjudicarla. Efecto de la realimentacin sobre la sensibilidad El sistema de control tiene que ser insensible a la variacin de parmetrospero al mismo tiempo mantener la sensibilidad a las variaciones de la entrada. La sensibilidad de la ganancia total GT se define como:

Realimentacin y sus efectos.Efecto de la realimentacin sobre perturbaciones externas o ruidoSistema realimentado con perturbacinCon realimentacin la salida del sistema debido solo a laperturbacin es

En lazo abierto la salida Y debida solo a la accin de la perturbacin es

Por lo que el efecto daino de la perturbacin puede aminorarse.