sistema de control y controladores luciano

7/21/2019 Sistema de Control y Controladores Luciano

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Repblica Bolivariana de Venezuela

Instituto Universitario Politcnico

Santiago Mario

Extensin Maturn

Profesora: Integrantes:

Mariangela Pollonais Luciano, Pereira C.I: 18.173.392

Maturn, Julio del 2014


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INDICE

N

Portada I

Introduccin II

ndice III

Sistema De Control 1

Sistema De Control De Lazo Abierto Y Cerrado 1Ejemplos De Los Sistemas De Control 2

Esquemas De Control 2

Definicin De Controlador, 4

Compensacin En Adelanto 4

Compensacin En Atraso 4

Tipos De Controladores Y Sus Ejemplos 5

Conclusin 10

Bibliografa 11


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1. SISTEMA DE CONTROLEl sistema de control est conformado por controladores, actuadores,

perturbaciones las definiciones de cada una de ellas se vern a continuacin:

Controlador: elemento del sistema de control que segn un conjunto de reglas(algoritmo de control) ejecuta acciones sobre el actuador para lograr el control de la

variable controlada.

Actuador: el componente que recibe la seal de control del controlador y produce lavariacin deseada en la variable manipulada, comnmente se le llama elemento

final de control.

Perturbaciones: cualquier seal d entrada que ocasin la desviacin de la variablecontrolada del punto de consigna.

Sistema de control de lazo abierto y lazo cerrado

Lazo Abierto:sus elementos son el controlador, el actuar y la planta. Se aplica unaseal de entrada (se pont) al controlador y este genera la seal de control al actuador

quien modifica la variable manipulada para llevar la variable controlada a un

comportamiento deseado. Estos sistemas son muy simples y econmicos ero muy

inexactos por lo que no se pueden aplicar en situaciones crticas.

Lazo Cerrado: a los elementos del lazo abierto se agrega un comparador quecalcula el error existente entre el set point y la variable controlada, el error es la


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entrada del controlador y el resto continua como el caso anterior. El hecho de medir

la variable controlada y comparar con el set point se llama retroalimentacin.

Ejemplos Sistema De Control

- Sistema de control de posicionamiento de una antena

- Sistema de control de velocidad

- Sistema de control de tempertura de un tanque

2. ESQUEMA DE CONTROLCuando se habla de un sistema de control esto involucra varios elementos (cuales

depende de la configuracin). Pero el ms importante es el que llamamos controlador o

compensador cuya razn de ser es la de modificar el comportamiento libre del sistema y

obligarlo a que siga un comportamiento controlado especifico.


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- Compensacin en serie o cascada: es la ms utilizada y es tal que el controlador secoloca en serie al sistema a controlar.

- Compensacin mediante realimentacin: hay dos lazos cerrados de realimentacin,el lazo externo es el que se ha analizado hasta ahora y el interno es donde s ubica el

controlador.

- compensacin en serie y realimentada: resulta de la aplicacin simultanea de las dosanteriores configuraciones

- Compensacin directa con cascada: el primer controlador tiene como finalidadajustar el valor deseado al resto del sistema.

- Compensacin prealimentada: el controlador prealimentado se usa para modificar laFT resultante del sistema en lazo cerrado.


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3. DEFINICIN DE CONTROLADORSon los encargados de actuar como interfaz entre el sistema operativo y los

dispositivos que componen un ordenador, es as como todos los componentes se entienden

y trabajan conjuntamente. En el caso de una tarjeta grfica, es el driver el que informa alsistema operativo sobre las distintas resoluciones que soporta sta, el nmero de colores,

frecuencia de actualizacin, resolucin, entre otros.

4. COMPENSACIN DE ADELANTOLa compensacin de adelanto produce, en esencia, un mejoramiento razonable en la

respuesta transitoria y un cambio pequeo en la precisin en estado estable. Puede acentuar

los efectos del ruido de alta frecuencia. Tcnica de compensacin de adelanto basadas en el

enfoque de la respuesta. La funcin principal del compensador de adelanto es volver a dar

forma a la curva de respuesta en frecuencia a fin de ofrecer un ngulo de adelanto de fase

suficiente para compensar el atraso de fase excesivo asociado con los componentes del

sistema fijo.

5. COMPENSACIN EN ATRASOEl efecto principal de la compensacin en atraso es reducir la ganancia de alta

frecuencia (acrecentar la atenuacin) en tanto que el ngulo de fase decrece en la regin de

frecuencia baja a media (aumenta el atraso de fase). Asimismo, un compensador de atraso

puede hacer que disminuya el ancho de banda del sistema y/o los mrgenes de ganancia, y

en general puede ocasionar que un sistema sea ms lento. Generalmente se utiliza para

mejorar el comportamiento en estado estacionario (el error permisible o la precisin del

sistema).

Funcin de Transferencia


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Respuesta en Frecuencia

6. TIPOS DE CONTROLADORES

1.- Controlador De Accin Proporcional (P)

Ejemplo

Ms que un ejercicio te proponemos, antes de ver tericamente qu es un

controlador de accin proporcional, un ejemplo. El control de nivel por flotador que ves enla figura, es un ejemplo de regulacin proporcional (que esencialmente es cmo funciona la

cisterna del bao de tu casa).

La vlvula de control Ve consigue que el caudal de entrada de fluido en el depsito

sea igual al flujo de salida, a base de mantener el nivel constante en el depsito. Regulando

la posicin del tornillo T, ajustamos el nivel deseado.Si ocurre un aumento del caudal de

salida (por abrir Vs), disminuye el nivel del depsito, que es detectado por el flotador, que

por medio de una palanca, modifica la posicin la vlvula Ve, aumentando el caudal de

entrada hasta conseguir que sea igual al de salida. Entonces, el flotador estar ms bajo que

al principio, producindose un error permanente. El regulador de accin proporcional

responde bien a las necesidades operativas, siempre que el error producido sea tolerable En

estos controladores la seal de accionamiento es proporcional a la seal de error delsistema. Recuerda: La Seal de error es la obtenida en la salida del comparador entre la

seal de referencia y la seal realimentada, como vimos en el tema 1. La funcin de

transferencia de este tipo de reguladores es una variable real, denominada Kp (constante de

proporcionalidad) que determinar el grado de amplificacin del elemento de control. Si


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y(t) es la seal de salida (salida del controlador) y e(t) la seal de error (entrada al

controlador), en un sistema de control proporcional tendremos:

Que en el dominio de Laplace, ser:

Por lo que su funcin de transferencia ser:

Donde Y(s) es la salida del regulador o controlador, E(s) la seal de error y Kpla

ganancia del bloque de control.

2.- Controlador de accin Integral (I)

En estos reguladores el valor de la accin de control es proporcional a la integral de

la seal de error, por lo que en este tipo de control la accin vara en funcin de la

desviacin de la salida y del tiempo en el que se mantiene esta desviacin. Si consideramos

que:

y(t) = Salida integral e(t) = Error (diferencia entre el valor medido medicin y el punto de consigna PC) Ti = Tiempo integral

La salida de este regulador es:

Por lo que su funcin de transferencia ser:

La respuesta temporal de un regulador integral es:


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Imagen 06. Elaboracin propia

La velocidad de respuesta del sistema de control depender del valor de Ki que es

la pendiente de la rampa de accin integral. El inconveniente del controlador integral

es que la respuesta inicial es muy lenta, y, el controlador no empieza a ser efectivo

hasta haber transcurrido un cierto tiempo. En cambio anula el error remanente que

presenta el controlador proporcional.

3.-) Controlador de accin proporcional e integral (PI)

En realidad no existen controladores que acten nicamente con accin integral,

siempre actan en combinacin con reguladores de una accin proporcional,

complementndose los dos tipos de reguladores, primero entra en accin el regulador

proporcional (instantneamente) mientras que el integral acta durante un intervalo de

tiempo. (Ti= tiempo integral) La Funcin de transferencia del bloque de control PI

responde a la ecuacin:

Donde Kp y Ti son parmetros que se pueden modificar segn las necesidades del

sistema. Si Ti es grande la pendiente de la rampa, correspondiente al efecto integral ser

pequea y, su efecto ser atenuado, y viceversa.

Respuesta temporal de un regulador PI.

Imagen 07. Elaboracin propia


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velocidad y direccin de nuestro vehculo y as evitar el choque. Al ser muy pequeo el

tiempo de actuacin, el cerebro tiene que actuar muy rpidamente (control derivativo),

por lo que la precisin de la maniobra es muy escasa, lo que provocar que bruscos

movimientos oscilatorios, (inestabilidad en el sistema) pudiendo ser causa un accidente

de trfico.En este ejemplo, el tiempo de respuesta y la experiencia en la conduccin

(ajuste del controlador derivativo) provocan que el control derivativo producido por el

cerebro del conductor sea o no efectivo.

5.-) Controlador de accin proporcional, integral y derivativa (PID)

Es un sistema de regulacin que trata de aprovechar las ventajas de cada uno de los

controladores de acciones bsicas, de manera, que si la seal de error vara lentamente en el

tiempo, predomina la accin proporcional e integral y, mientras que si la seal de errorvara rpidamente, predomina la accin derivativa. Tiene la ventaja de ofrecer una

respuesta muy rpida y una compensacin de la seal de error inmediata en el caso de

perturbaciones. Presenta el inconveniente de que este sistema es muy propenso a oscilar y

los ajustes de los parmetros son mucho ms difciles de realizar.

Un ejemplo:

Un sistema de control PID, sera la conduccin de un automvil. Cuando el cerebro

(controlador) da una orden de cambio de direccin o velocidad a las manos y/o los pies

(actuadores), si la maniobra corresponde con una situacin normal de conduccin, el

control predominante del sistema es el proporcional, que modificar la direccin hasta la

deseada con ms o menos precisin. Una vez que la direccin est prxima al valor

deseado, entra en accin el control integral que reducir el posible error debido al control

proporcional, hasta posicionar el volante en el punto preciso. Si la maniobra se efecta

lentamente, la accin del control diferencial no tendr apenas efecto. Si por el contrario es

preciso que la maniobra se realice rpidamente, entonces, el control derivativo adquirir

mayor importancia, aumentando la velocidad de respuesta inicial del sistema, para a

posteriori entrar en accin el control proporcional y finalmente el integral.


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BIBLIOGRAFIA

PAG WEB

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CONCLUSIN

- Los procesos de control se aseguran que las actividades reales se ajusten a lasactividades planificadas, para la empresa.

- El control puede funcionar en distintas reas o aspectos como por ejemplo; elcontrol restrictivo, control para verificacin, tambin como comparacin entre

otros.

- Una de las etapas ms importantes del control, es la verificacin de que las cosas sehagan de acuerdo a lo planeado, organizado y dirigido, sealado faltas y errores,

con el fin de repararlos.

- Los comportamientos de los sistemas de control en donde sus componentes estndebidamente relacionados entre s. Estos sistemas hoy en da son eficientes pero

con el pasar del tiempo seguirn avanzando innovndose minimizando cada vez el

margen de error.

- Se conocen como el conjunto de polticas, reglas, leyes, entre otros. que tienencomo nico fin, controlar rea de una empresa; y sirven para comparar controlar

acciones, con el fin de mejorar el sistema general de la empresa; ya sea en el rea

de produccin, ventas, finanzas, compras. Dependiendo del tamao de la empresa.O simplemente te sirven para que cada uno de tus planes se cumplan con xito.

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