Actuadores en los sistemas de control automáticos

1. Sistemas Automáticos- Tema 15

2. El actuador en la cadena de control
Li i i d l dLimitaciones de los actuadores
Ancho de banda
Retardo de transporte
SaturaciónSaturación
Zona muerta y Slew rate
2

3. wi(t)
Acción
de
Referencia en
unidades del
Perturbaciones
S ñ l d
Variable
Señal de
mando o
wi(t)
Planta
ProcesoActuadorReguladorΣ
+
−
e(t) u(t) y(t)r'(t)
de
control
unidades del
sensor
Señal de
error
Variable
controlada
Variable
li t d
Selector
de
Referencia
r(t)
mando o
referencia
3
Captador
o sensor
ym(t)
realimentada
v(t) Ruido del sensor

4. Motores
4
Figuras: Dorf, et al.
“Modern Control Systems” 10th ed.

5. Electroválvulas
5
Figuras: Dorf, et al.
“Modern Control Systems” 10th ed.

6. Calefactores
6
Figuras: Dorf, et al.
“Modern Control Systems” 10th ed.

7. Electroimanes
Figuras: Dorf, et al.
7
“Modern Control Systems” 10th ed.

8. Dinámicas
◦ Ancho de banda
◦ Retardo de transporte
Estáticas
◦ Saturación
◦ Zona muerta
Slew rate◦ Slew-rate
8

9. Si el ancho de banda del actuador
l h d b dno es mayor que el ancho de banda
del sistema realimentado
suponiendo actuador ideal:
• El ancho de banda real queda
reducido
• Disminuye la estabilidad relativa
9
• Más sensibilidad
• Más oscilación

10. Figuras: Dorf, et al.
“Modern Control Systems” 10th ed.
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11. Si el actuador es (o tiene) un
d h dretardo puro que no se ha tenido en
cuenta en el diseño se reduce el
margen de fase:
• Disminuye la estabilidad relativa
• Más sensibilidad
• Más oscilación
11
• Más oscilación

12. Ganancia efectiva
(ganancia variable)
Lugar de las raíces
(sin saturación)
Respuesta a escalón
(con saturación)
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Figuras: Franklin et al.

13. Sistemas condicionalmente estables
Lugar de las raíces
(sin saturación)
Respuesta a escalón
(con saturación)
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Figuras: Franklin et al.

14. Ciclo límite
14Figuras: Franklin et al.

15. Windup
Figura: Franklin et al.
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16. Esquemas antiwindup
Figuras: Franklin et al.
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17. Ejemplo
Figuras: Franklin et al.
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18. Figuras: Franklin et al.
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