ÍNDICE

INTRODUCCION………………………………………………………………………………………………2

SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO……………………………………………………..3

SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO…………………………………………….........4

LABORATORIO……………………………….…………………………………………………………….….6

EJERCICIO 1: LAZO ABIERTO…………..………………………………………………………….……7

EJERCICIO 2: LAZO CERRADO………………………………………………………………………………………………8

EJERCICIO 3: LAZO CERRADO……………………………………………………………………………….…………..…9

EJERCICIO 4: LAZO CERRADO……………………..……………………………………………………….……….……10

CONCLUSIÓN……………………………………………..……………………………………………………….……….……11

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INTRODUCCIÓN

En este informe se tratará el concepto de control como una necesidad fundamental para lograr objetivos específicos en los sistemas físicos. Especial énfasis se da a las estructuras realimentadas y no realimentadas, lazo abierto o cerrado. Sin embargo, la mayoría de las realidades han funcionado desde siempre como estructuras realimentadas.Para tener una noción teórica, se detallarán el denominado lazo abierto y cerrado, inherente a los sistemas de control. Finalmente, se indicará el comportamiento de estos sistemas según las variables que intervienen en el sensible control de estos elementos.

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SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

No es difícil ver que estos sistemas no pueden satisfacer requerimientos de desempeño críticos. Por ejemplo, en una máquina rotativa, si la aceleración angular α es colocada en cierto valor inicial que corresponde a una determinada velocidad, cuando se aplica un par de fuerza T L, no existe forma de prevenir una caída de velocidad del motor. La única forma de hacer que el sistema trabaje es tener algunos medios para ajustar α en respuesta al cambio en el par de carga con el fin de mantener ω (velocidad angular) en el nivel deseado. De forma similar, no existe garantía de que la rueda se detenga en la posición deseada una vez que se ha dado la orden.

Los elementos de un sistema de control en lazo abierto se pueden dividir en dos partes: el controlador y el proceso controlado (como se muestra en la imagen). Una señal de entrada o comando r se aplica al controlador, cuya salida actúa como señal actuante u; la señal actuante controla el proceso controlado de tal forma que la variable controlada y se desempeñe de acuerdo con estándares prestablecidos. En otros casos simples, el controlador puede ser un amplificador, unión mecánica, filtro, u otro elemento de control. En los casos más complejos, el controlador puede ser una computadora tal como un microprocesador. Debido a la simplicidad y economía de los sistemas de control en lazo abierto, se les encuentra muchas aplicaciones no críticas.

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SISTEMA DE CONTROL EN LAZO CERRADO (SISTEMA REALIMENTADO)

Lo que hace falta en el sistema de control en lazo abierto para que sea más exacto y más adaptable es una conexión o realimentación desde la salida hacia la entrada del sistema. Para obtener un control más exacto, la señal controlada y debe ser realimentada y comparada con la entrada de referencia, y debe enviar una señal actuante proporcional a la diferencia de la entrada y salida a través del sistema para corregir el error. Un sistema con una o más trayectorias de realimentación como el que se acaba de describir se denomina sistema en lazo cerrado.

En la siguiente imagen se puede apreciar un sistema de control en lazo cerrado de la velocidad en un motor. La entrada de referencia ωr proporciona la velocidad deseada en el rotor. La velocidad del rotor debe estar de acuerdo con el valor de la referencia ωr, y cualquier diferencia tal como la producida por el par de carga T L, es detectada por el traductor de velocidad y el detector de error. El controlador

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operará sobre la diferencia u producirá una señal para ajustar el ángulo α del acelerador para corregir el error.

La siguiente imagen compara los desempeños típicos de los sistemas de control de velocidad en el motor del sistema en lazo abierto y lazo cerrado.En de lazo abierto, la velocidad del motor caerá y se estabilizará en un valor inferior después de aplicar un par de carga. En el de lazo cerrado, la velocidad del motor se recupera rápidamente a su valor prestablecido después de la aplicación de T L.

El objetivo del sistema de control de velocidad del motor mostrado anteriormente es mantener la salida del sistema en el nivel prestablecido.

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LABORATORIO

Objetivos:

Armar circuito en lazo abierto incorporando Potenciómetro, Amplificadores, motor y carga mecánica (con voltaje de inercia y fricción).Luego, probar, observar y describir la dificultad para lograr el ángulo solucionado del dial de la carga mecánica. (Entre −90 °y 90 °).

Armar circuito en lazo cerrado incorporando detector de errores y uniendo el lazo de retroalimentación.Luego, probar, observar y describir el control posicional, y comprobar dificultad al intentar mover el eje de salida.

Armar circuito en lazo cerrado incorporando tacho generador en retroalimentación. Luego, probar, observar y describir el control posicional.

Armar circuito en lazo cerrado incorporando tacho generador en retroalimentación. Luego, probar, observar y describir el control de velocidad.

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EJERCICIO 1: LAZO ABIERTO

Al tratar de colocar una posición dada no se logra exactamente llegar al punto deseado debido a los factores que intervienen en el movimiento de las articulaciones efectuados por estos motores y porque el estado cambia en una forma relacionada con el dispositivo físico y con la manera en que disipa la energía. De esta forma las articulaciones se moverían en una forma gradual desde la posición inicial hasta llegar a tomar la inclinación adecuada, lo que se entendería como respuesta transitoria.

Como desventajas, diremos que tienen ciertas posiciones estables que en determinadas circunstancias pueden dar resonancias mecánicas y, por ello, una frecuencia máxima de cambio de ángulo

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EJERCICIO 2: LAZO CERRADO, SERVO DE POSICIÓN

Cuando el sistema se encuentra equilibrado, es decir, que los ángulos de los dos potenciómetros se encuentran en la misma posición, la tensión de error generada es cero. Tan pronto como haya una diferencia entre los potenciómetros de entrada (Referencia) y de salida (Posición) se genera una señal de error que se aplica al preamplificador por el atenuador (potenciómetro A), el cual controlará la velocidad y sentido del motor a través del servoamplificador

Si el sistema fuera perfecto, el potenciómetro de salida se posicionaría exactamente en el mismo ángulo que el potenciómetro de entrada.

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EJERCICIO 3: LAZO CERRADO, SERVO DE POSICION CON RETROALIMENTACIÓN DE TACHO GENERADOR

Con el tacogenerador se obtiene realimentación mecánica de la conexión entre el engranaje y el potenciómetro de salida y también realimentación eléctrica usando la tensión que sale del tacogenerador que está acoplado directamente en el mismo eje al servomotor.Cuando el sistema está en equilibrio, el motor no gira y por tanto no hay tensión en los bornes del tacogenerador. Tan pronto como empieza a girar, el taco genera una tensión que se aplica como realimentación negativa. Esta tensión disminuye la

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tensión de control al preamplificador y la velocidad del motor disminuye. De esta manera se produce mucha fuerza para vencer la resistencia de fricción del sistema (motor parado) y la inercia de la carga, tan pronto como el motor ha empezado a moverse la realimentación negativa del taco produce una contra fuerza que frena el sistema.En definitiva, se obtiene una amortiguación dinámica que reduce la tendencia del sistema a oscilar y produce oscilaciones amortiguadas.

EJERCICIO 4: LAZO CERRADO, SERVO DE VELOCIDAD CON

RETROALIMENTACIÓN DE TACHO GENERADOR

Para que la carga al motor sea sensible, se mide la velocidad de rotación, se compara a la velocidad deseada y ajustar la tensión de comando al motor DC basándose en la diferencia. La velocidad de rotación del motor puede medirse con un pequeño generador conectado al eje de rotación. El tacho generador produce un voltaje proporcional a la velocidad de rotación del eje; que es como el motor de DC, pero al revés.

El voltaje medido es comparado con el voltaje de entrada, la pequeña diferencia es amplificada y pasa al motor DC. En esta configuración, el motor DC tiene una retroalimentación de velocidad y se dice que está bajo el control de velocidad.

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Este truco hace que el motor DC sea mucho menos sensible a la carga externa siendo controlado con mayor facilidad por el amplificador de señales.

CONCLUSIÓN

Se ha logrado la familiarización con los sistemas de control en un motor DC y su aplicación tanto en el campo profesional y experimental. En la práctica se pudo observar que se puede disminuir o aumentar la velocidad del motor. Esto es posible por el potenciómetro que está conectado en el circuito. Indudablemente se puede aplicar en la realidad en una banda transportadora de objetos, acelerando o minorando el traslado de las cosas. También se puede implementar como un ventilador con un control de distintas velocidades.

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