El documento trata sobre la transformada de Laplace y las funciones de transferencia. Explica que la transformada de Laplace convierte ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas, lo que permite modelar matemáticamente procesos y diseñar sistemas de control. También describe cómo las funciones de transferencia relacionan la entrada y salida de un proceso y proporcionan información sobre su comportamiento dinámico. Finalmente, presenta algunos teoremas importantes de la transformada de Laplace.
Este documento describe el control adaptativo con modelo de referencia (MRAS). Explica que el MRAS compara la salida del modelo de referencia con la salida del proceso real para generar señales de control que minimicen la diferencia. También describe cómo se representa el MRAS en un diagrama de bloques y cómo se pueden obtener las leyes de control adaptativo mediante el método de Lyapunov para garantizar la estabilidad del sistema.
Unidad 3 c3-control /FUNCION DE TRANFERENCIA PULSODavinso Gonzalez
1) La función de transferencia pulso relaciona las transformadas Z de la salida y entrada muestreadas, mientras que la función de transferencia continua relaciona las transformadas de Laplace de la salida y entrada continuas. 2) Para obtener la función de transferencia pulso de un sistema, se obtiene primero la función de transferencia continua G(s), luego la respuesta al impulso g(t), y finalmente la convolución de g(t). 3) La función de transferencia pulso describe el comportamiento de un sistema cuando se muestrea.
El documento trata sobre conceptos fundamentales de modelado matemático de procesos industriales y sistemas de control. Explica las funciones de transferencia, elementos básicos de un sistema de control como proceso, variable controlada, actuador y controlador. También describe instrumentos comunes usados en control como transmisores, válvulas y sensores, así como su clasificación, simbología y etiquetado. Por último, presenta ejemplos de diagramas de instrumentación y bloques de sistemas de control.
Sistema de Control
¿Qué es control?
Concepto de señal.
Concepto de sistema.
Modelado de sistemas.
Función de transferencia.
Tipos de control.
Estructura de un sistema de control.
Elementos que componen un sistema de control.
Sistemas actuales de control.
Este documento presenta los conceptos básicos de los controladores PD, PI y PID. Explica que los diagramas de bloques muestran la interrelación entre los componentes de un sistema de control. Luego describe las funciones de transferencia de los controladores proporcional, proporcional-integral y proporcional-derivativo. Finalmente, discute el proceso de calibración de los parámetros de los controladores PID usando el método de Ziegler-Nichols.
Este documento describe el arranque de motores asíncronos trifásicos mediante variadores de frecuencia. Explica que este método ofrece un arranque continuo y sin escalones, evita picos de corriente, y proporciona ventajas como protección para el motor, control de velocidad y par, y ahorro de energía. Detalla los pasos para programar un variador de frecuencia para realizar el arranque, como ajustar la frecuencia a 60Hz y verificar el sentido de giro.
Este documento trata sobre sistemas digitales de control en tiempo discreto. Explica conceptos como la discretización de sistemas analógicos, el diseño de controladores PID digitales mediante aproximaciones rectangular y trapezoidal, y diferentes arquitecturas para la implementación de controladores digitales. También incluye un ejemplo de diseño de control de un motor DC mediante el controlador L293E, donde se obtiene el modelo discreto del motor, se implementa un control PID digital y se explican técnicas como el PWM para regular la velocidad del motor.
Este documento trata sobre sistemas de control. Define control como la acción de decidir sobre un proceso o sistema. Explica los componentes clave de un sistema de control como las variables de entrada, salida, perturbaciones y de control. Brevemente describe la historia del control automático desde los mecanismos reguladores griegos hasta el regulador centrífugo de James Watt. Finalmente, cubre conceptos como funciones de transferencia, diagramas de bloques y estabilidad de sistemas.
Este documento describe el control adaptativo con modelo de referencia (MRAS). Explica que el MRAS compara la salida del modelo de referencia con la salida del proceso real para generar señales de control que minimicen la diferencia. También describe cómo se representa el MRAS en un diagrama de bloques y cómo se pueden obtener las leyes de control adaptativo mediante el método de Lyapunov para garantizar la estabilidad del sistema.
Unidad 3 c3-control /FUNCION DE TRANFERENCIA PULSODavinso Gonzalez
1) La función de transferencia pulso relaciona las transformadas Z de la salida y entrada muestreadas, mientras que la función de transferencia continua relaciona las transformadas de Laplace de la salida y entrada continuas. 2) Para obtener la función de transferencia pulso de un sistema, se obtiene primero la función de transferencia continua G(s), luego la respuesta al impulso g(t), y finalmente la convolución de g(t). 3) La función de transferencia pulso describe el comportamiento de un sistema cuando se muestrea.
El documento trata sobre conceptos fundamentales de modelado matemático de procesos industriales y sistemas de control. Explica las funciones de transferencia, elementos básicos de un sistema de control como proceso, variable controlada, actuador y controlador. También describe instrumentos comunes usados en control como transmisores, válvulas y sensores, así como su clasificación, simbología y etiquetado. Por último, presenta ejemplos de diagramas de instrumentación y bloques de sistemas de control.
Sistema de Control
¿Qué es control?
Concepto de señal.
Concepto de sistema.
Modelado de sistemas.
Función de transferencia.
Tipos de control.
Estructura de un sistema de control.
Elementos que componen un sistema de control.
Sistemas actuales de control.
Este documento presenta los conceptos básicos de los controladores PD, PI y PID. Explica que los diagramas de bloques muestran la interrelación entre los componentes de un sistema de control. Luego describe las funciones de transferencia de los controladores proporcional, proporcional-integral y proporcional-derivativo. Finalmente, discute el proceso de calibración de los parámetros de los controladores PID usando el método de Ziegler-Nichols.
Este documento describe el arranque de motores asíncronos trifásicos mediante variadores de frecuencia. Explica que este método ofrece un arranque continuo y sin escalones, evita picos de corriente, y proporciona ventajas como protección para el motor, control de velocidad y par, y ahorro de energía. Detalla los pasos para programar un variador de frecuencia para realizar el arranque, como ajustar la frecuencia a 60Hz y verificar el sentido de giro.
Este documento trata sobre sistemas digitales de control en tiempo discreto. Explica conceptos como la discretización de sistemas analógicos, el diseño de controladores PID digitales mediante aproximaciones rectangular y trapezoidal, y diferentes arquitecturas para la implementación de controladores digitales. También incluye un ejemplo de diseño de control de un motor DC mediante el controlador L293E, donde se obtiene el modelo discreto del motor, se implementa un control PID digital y se explican técnicas como el PWM para regular la velocidad del motor.
Este documento trata sobre sistemas de control. Define control como la acción de decidir sobre un proceso o sistema. Explica los componentes clave de un sistema de control como las variables de entrada, salida, perturbaciones y de control. Brevemente describe la historia del control automático desde los mecanismos reguladores griegos hasta el regulador centrífugo de James Watt. Finalmente, cubre conceptos como funciones de transferencia, diagramas de bloques y estabilidad de sistemas.
Un controlador PID compara el valor real de la salida de un proceso con el valor deseado y produce una señal de control basada en tres acciones: proporcional, integral y derivativa. La acción proporcional depende del error actual, la integral de los errores pasados, y la derivada de la velocidad de cambio del error. Juntos, estos términos intentan corregir el error y estabilizar el proceso sin oscilaciones. Los controladores PID se usan ampliamente debido a su flexibilidad para controlar muchos procesos industriales de manera
El documento explica los conceptos básicos de los sistemas de control. Define un sistema de control como un programa o dispositivo electrónico que calcula las acciones necesarias para obtener un comportamiento deseado en un sistema. Explica que los sistemas de control pueden ser de bucle abierto o cerrado, continuo o discreto. También describe las propiedades de las señales y sistemas, como la linealidad, causalidad e in varianza en el tiempo. Finalmente, introduce las transformadas de Fourier, Laplace y Z como formas de representar sistemas lineales e invariantes en
Este documento describe el diseño y simulación de circuitos de muestreo y retención de orden cero y orden uno. Explica que los circuitos de retención mantienen la señal de muestra durante un tiempo determinado. Luego detalla el procedimiento para diseñar un retenedor de orden cero y uno, y muestra las simulaciones y resultados experimentales obtenidos con cada circuito. Concluye comparando la precisión de reconstrucción de señales entre ambos tipos de retenedores.
1) Los sistemas de primer orden continuos se rigen por una ecuación diferencial de primer orden y su función de transferencia depende de la ganancia, la constante de tiempo y el polo.
2) La respuesta a un impulso es exponencial decreciente, mientras que la respuesta a un escalón alcanza el 63% del valor final en un tiempo igual a la constante de tiempo.
3) La respuesta a una rampa presenta una pendiente desfasada respecto a la entrada y un error en estado estable infinito si la ganancia no es uno.
Este documento presenta información sobre el modelamiento de sistemas mecánicos. Explica que un sistema mecánico está formado por cuerpos que se mueven debido a fuerzas. Describe dos tipos de sistemas mecánicos: traslacionales y rotacionales. Luego, se enfoca en sistemas traslacionales, dando ejemplos de cómo modelar sistemas que incluyen masas móviles, resortes y amortiguadores. Finalmente, presenta dos ejemplos numéricos de obtener funciones de transferencia para sist
Este documento presenta 12 ejercicios de electroneumática sobre el control indirecto de cilindros neumáticos mediante válvulas electrodistribuidoras y relés auxiliares. Los ejercicios cubren temas como el control de cilindros de simple y doble efecto con uno o dos pulsadores, circuitos de retención, movimiento oscilante controlado por interruptor y comportamiento temporizado. También incluye ejercicios sobre secuencias de movimientos y parada automática después de un número determinado de ciclos.
El documento describe la función de transferencia de sistemas lineales. La función de transferencia es la relación entre la salida y la entrada de un sistema lineal, representada como la transformada de Laplace de la salida dividida por la transformada de Laplace de la entrada, suponiendo condiciones iniciales cero. Se proporcionan ejemplos de funciones de transferencia para circuitos RC y sistemas masa-resorte. También se describen diagramas de bloques para representar gráficamente las relaciones de entrada-salida de un sistema.
Este documento compara los sistemas de control de lazo abierto y cerrado. Explica que los sistemas de lazo abierto no tienen retroalimentación de la señal de salida a la entrada, mientras que los sistemas de lazo cerrado sí tienen esta retroalimentación. También proporciona ejemplos de cada tipo de sistema y señala que los sistemas de lazo cerrado son más precisos y estables ante perturbaciones.
Este documento describe los sistemas de primer y segundo orden. Explica que los sistemas de primer orden representan circuitos RC u otros sistemas similares, mientras que los sistemas de segundo orden pueden representar circuitos RLC u otros sistemas dinámicos lineales de dos grados de libertad. También analiza las respuestas de estos sistemas a entradas como escalón, rampa e impulso unitario, y define parámetros como tiempo de retardo, levantamiento y asentamiento para caracterizar las respuestas transitorias.
Este documento contiene cuatro problemas de teoría de control relacionados con la respuesta transitoria de sistemas de primer orden y sistemas oscilatorios. El primer problema pide calcular la constante de tiempo de un termómetro y cuánto error mostraría ante un cambio lineal de temperatura. Los problemas 2 y 3 piden calcular parámetros de la respuesta escalón como tiempo de levantamiento, pico y asentamiento para sistemas de lazo cerrado. El problema 4 pide determinar un valor de k para lograr un amortiguamiento dado y luego calcular los m
Este documento trata sobre sistemas automáticos y de control. Explica los conceptos de lazo abierto y lazo cerrado, componentes de sistemas de control como sensores, controladores, actuadores y PLC. También describe transductores, generadores de consigna, comparadores y diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo.
Este documento describe los principios de operación de los motores de corriente directa. Explica que los motores de CD son ampliamente utilizados en aplicaciones portátiles que funcionan con baterías, y también en sistemas de control donde se requiere un control fácil de la velocidad y el par. Describe la estructura magnética del estator y el rotor, incluidos los polos salientes, las bobinas de campo y las corrientes en el rotor. También explica el sistema de escobillas y conmutador que conecta eléctricamente el rotor giratorio
1) Un variador de velocidad controla la velocidad de motores eléctricos al variar la frecuencia del voltaje aplicado. Existen variadores mecánicos, hidráulicos y eléctricos-electrónicos.
2) Los variadores permiten arranques suaves, controlar la aceleración, frenado y velocidad del motor, así como proteger al motor de sobrecargas.
3) La conexión de un variador es sencilla, requiriendo solo conectar los bornes de entrada L1, L2, L3 al
Cicloconvertidores trifásicos con modulación de ancho de pulsoFrank León Aranda
Este documento describe un cicloconvertidor trifásico con modulación de ancho de pulso (PWM). Un cicloconvertidor controla la tensión, corriente y potencia promedio entregada por una fuente de CA a una carga de CA. Un cicloconvertidor trifásico consta de 6 convertidores trifásicos que suministran una salida trifásica desfasada 120°. La modulación PWM controla la magnitud y frecuencia de salida mediante la modulación del ancho del pulso de interruptores. El documento también incluye un ejemplo
El documento describe cuatro métodos para sintonizar los parámetros (Kp, Ti, Td) de un controlador PID para lograr un comportamiento aceptable de un sistema. El primer y segundo método se basan en las características de la respuesta transitoria de la planta a un escalón de entrada. El tercer método usa oscilaciones amortiguadas. El cuarto método es de prueba y error gradual.
Amplificador lm741 integrador y diferenciador pdFranklin J.
El documento describe cómo los amplificadores operacionales pueden usarse para simular las operaciones matemáticas de integración y diferenciación. Explica que un integrador basado en un amplificador operacional simula la integración al determinar el área bajo la curva de una función de entrada, mientras que un diferenciador basado en un amplificador operacional simula la diferenciación al determinar la tasa de cambio instantánea de una función de entrada. Luego, el documento presenta los circuitos e implementaciones prácticas de integradores y diferenciadores usando amplificadores oper
Este documento describe varios métodos para caracterizar sistemas de control y determinar los parámetros de controladores PID, incluyendo el método de oscilaciones sostenidas, el método de oscilaciones amortiguadas, el método de la curva de reacción y el análisis del lugar geométrico de las raíces. Explica conceptos como señal de error, señal de salida del controlador, señal de perturbación, variables de control y controladas, y criterios de desempeño para sistemas de control.
El documento presenta una introducción al Grafcet, un método gráfico para modelar sistemas de control secuenciales. Explica los símbolos normalizados que componen un diagrama Grafcet como etapas, transiciones, acciones y condiciones. Además, clasifica los diferentes tipos de acciones y condiciones de transición que pueden aparecer en un Grafcet.
Este documento describe cómo programar con puertas lógicas en LOGO-S. Introduce conceptos básicos como temporizadores, contadores, enlazar puertas y bloques. Incluye ejemplos prácticos para comprender el funcionamiento de temporizadores con retardo, contadores crecientes y decrecientes, y enlazar bloques lógicos.
Aplicaciones reales laplace instrumentacion y controlYelibeth Boraure
Este documento describe los sistemas de control y la transformada de Laplace, que es una herramienta matemática útil para el análisis de sistemas dinámicos lineales. Explica que los sistemas de control se utilizan ampliamente en la industria y la tecnología moderna para controlar procesos como la temperatura y el nivel de un tanque. La transformada de Laplace permite convertir ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas para facilitar el análisis y diseño de sistemas de control.
Modelado y Estudio de un Sistema Dinámico de Primer OrdenAngel Contreas
Este documento estudia y modela un sistema dinámico de primer orden usando Scilab Xcos. Se analiza el comportamiento del sistema ante tres tipos de estímulos de entrada y cómo varían sus parámetros como la ganancia y la constante de tiempo dependiendo del orden de la reacción. Los resultados muestran que un sistema de orden cero es inestable, mientras que uno de primer orden es muy estable y uno de segundo orden tiene una ligera desviación pero no es viable.
Un controlador PID compara el valor real de la salida de un proceso con el valor deseado y produce una señal de control basada en tres acciones: proporcional, integral y derivativa. La acción proporcional depende del error actual, la integral de los errores pasados, y la derivada de la velocidad de cambio del error. Juntos, estos términos intentan corregir el error y estabilizar el proceso sin oscilaciones. Los controladores PID se usan ampliamente debido a su flexibilidad para controlar muchos procesos industriales de manera
El documento explica los conceptos básicos de los sistemas de control. Define un sistema de control como un programa o dispositivo electrónico que calcula las acciones necesarias para obtener un comportamiento deseado en un sistema. Explica que los sistemas de control pueden ser de bucle abierto o cerrado, continuo o discreto. También describe las propiedades de las señales y sistemas, como la linealidad, causalidad e in varianza en el tiempo. Finalmente, introduce las transformadas de Fourier, Laplace y Z como formas de representar sistemas lineales e invariantes en
Este documento describe el diseño y simulación de circuitos de muestreo y retención de orden cero y orden uno. Explica que los circuitos de retención mantienen la señal de muestra durante un tiempo determinado. Luego detalla el procedimiento para diseñar un retenedor de orden cero y uno, y muestra las simulaciones y resultados experimentales obtenidos con cada circuito. Concluye comparando la precisión de reconstrucción de señales entre ambos tipos de retenedores.
1) Los sistemas de primer orden continuos se rigen por una ecuación diferencial de primer orden y su función de transferencia depende de la ganancia, la constante de tiempo y el polo.
2) La respuesta a un impulso es exponencial decreciente, mientras que la respuesta a un escalón alcanza el 63% del valor final en un tiempo igual a la constante de tiempo.
3) La respuesta a una rampa presenta una pendiente desfasada respecto a la entrada y un error en estado estable infinito si la ganancia no es uno.
Este documento presenta información sobre el modelamiento de sistemas mecánicos. Explica que un sistema mecánico está formado por cuerpos que se mueven debido a fuerzas. Describe dos tipos de sistemas mecánicos: traslacionales y rotacionales. Luego, se enfoca en sistemas traslacionales, dando ejemplos de cómo modelar sistemas que incluyen masas móviles, resortes y amortiguadores. Finalmente, presenta dos ejemplos numéricos de obtener funciones de transferencia para sist
Este documento presenta 12 ejercicios de electroneumática sobre el control indirecto de cilindros neumáticos mediante válvulas electrodistribuidoras y relés auxiliares. Los ejercicios cubren temas como el control de cilindros de simple y doble efecto con uno o dos pulsadores, circuitos de retención, movimiento oscilante controlado por interruptor y comportamiento temporizado. También incluye ejercicios sobre secuencias de movimientos y parada automática después de un número determinado de ciclos.
El documento describe la función de transferencia de sistemas lineales. La función de transferencia es la relación entre la salida y la entrada de un sistema lineal, representada como la transformada de Laplace de la salida dividida por la transformada de Laplace de la entrada, suponiendo condiciones iniciales cero. Se proporcionan ejemplos de funciones de transferencia para circuitos RC y sistemas masa-resorte. También se describen diagramas de bloques para representar gráficamente las relaciones de entrada-salida de un sistema.
Este documento compara los sistemas de control de lazo abierto y cerrado. Explica que los sistemas de lazo abierto no tienen retroalimentación de la señal de salida a la entrada, mientras que los sistemas de lazo cerrado sí tienen esta retroalimentación. También proporciona ejemplos de cada tipo de sistema y señala que los sistemas de lazo cerrado son más precisos y estables ante perturbaciones.
Este documento describe los sistemas de primer y segundo orden. Explica que los sistemas de primer orden representan circuitos RC u otros sistemas similares, mientras que los sistemas de segundo orden pueden representar circuitos RLC u otros sistemas dinámicos lineales de dos grados de libertad. También analiza las respuestas de estos sistemas a entradas como escalón, rampa e impulso unitario, y define parámetros como tiempo de retardo, levantamiento y asentamiento para caracterizar las respuestas transitorias.
Este documento contiene cuatro problemas de teoría de control relacionados con la respuesta transitoria de sistemas de primer orden y sistemas oscilatorios. El primer problema pide calcular la constante de tiempo de un termómetro y cuánto error mostraría ante un cambio lineal de temperatura. Los problemas 2 y 3 piden calcular parámetros de la respuesta escalón como tiempo de levantamiento, pico y asentamiento para sistemas de lazo cerrado. El problema 4 pide determinar un valor de k para lograr un amortiguamiento dado y luego calcular los m
Este documento trata sobre sistemas automáticos y de control. Explica los conceptos de lazo abierto y lazo cerrado, componentes de sistemas de control como sensores, controladores, actuadores y PLC. También describe transductores, generadores de consigna, comparadores y diferentes tipos de controladores como proporcional, integral y derivativo.
Este documento describe los principios de operación de los motores de corriente directa. Explica que los motores de CD son ampliamente utilizados en aplicaciones portátiles que funcionan con baterías, y también en sistemas de control donde se requiere un control fácil de la velocidad y el par. Describe la estructura magnética del estator y el rotor, incluidos los polos salientes, las bobinas de campo y las corrientes en el rotor. También explica el sistema de escobillas y conmutador que conecta eléctricamente el rotor giratorio
1) Un variador de velocidad controla la velocidad de motores eléctricos al variar la frecuencia del voltaje aplicado. Existen variadores mecánicos, hidráulicos y eléctricos-electrónicos.
2) Los variadores permiten arranques suaves, controlar la aceleración, frenado y velocidad del motor, así como proteger al motor de sobrecargas.
3) La conexión de un variador es sencilla, requiriendo solo conectar los bornes de entrada L1, L2, L3 al
Cicloconvertidores trifásicos con modulación de ancho de pulsoFrank León Aranda
Este documento describe un cicloconvertidor trifásico con modulación de ancho de pulso (PWM). Un cicloconvertidor controla la tensión, corriente y potencia promedio entregada por una fuente de CA a una carga de CA. Un cicloconvertidor trifásico consta de 6 convertidores trifásicos que suministran una salida trifásica desfasada 120°. La modulación PWM controla la magnitud y frecuencia de salida mediante la modulación del ancho del pulso de interruptores. El documento también incluye un ejemplo
El documento describe cuatro métodos para sintonizar los parámetros (Kp, Ti, Td) de un controlador PID para lograr un comportamiento aceptable de un sistema. El primer y segundo método se basan en las características de la respuesta transitoria de la planta a un escalón de entrada. El tercer método usa oscilaciones amortiguadas. El cuarto método es de prueba y error gradual.
Amplificador lm741 integrador y diferenciador pdFranklin J.
El documento describe cómo los amplificadores operacionales pueden usarse para simular las operaciones matemáticas de integración y diferenciación. Explica que un integrador basado en un amplificador operacional simula la integración al determinar el área bajo la curva de una función de entrada, mientras que un diferenciador basado en un amplificador operacional simula la diferenciación al determinar la tasa de cambio instantánea de una función de entrada. Luego, el documento presenta los circuitos e implementaciones prácticas de integradores y diferenciadores usando amplificadores oper
Este documento describe varios métodos para caracterizar sistemas de control y determinar los parámetros de controladores PID, incluyendo el método de oscilaciones sostenidas, el método de oscilaciones amortiguadas, el método de la curva de reacción y el análisis del lugar geométrico de las raíces. Explica conceptos como señal de error, señal de salida del controlador, señal de perturbación, variables de control y controladas, y criterios de desempeño para sistemas de control.
El documento presenta una introducción al Grafcet, un método gráfico para modelar sistemas de control secuenciales. Explica los símbolos normalizados que componen un diagrama Grafcet como etapas, transiciones, acciones y condiciones. Además, clasifica los diferentes tipos de acciones y condiciones de transición que pueden aparecer en un Grafcet.
Este documento describe cómo programar con puertas lógicas en LOGO-S. Introduce conceptos básicos como temporizadores, contadores, enlazar puertas y bloques. Incluye ejemplos prácticos para comprender el funcionamiento de temporizadores con retardo, contadores crecientes y decrecientes, y enlazar bloques lógicos.
Aplicaciones reales laplace instrumentacion y controlYelibeth Boraure
Este documento describe los sistemas de control y la transformada de Laplace, que es una herramienta matemática útil para el análisis de sistemas dinámicos lineales. Explica que los sistemas de control se utilizan ampliamente en la industria y la tecnología moderna para controlar procesos como la temperatura y el nivel de un tanque. La transformada de Laplace permite convertir ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas para facilitar el análisis y diseño de sistemas de control.
Modelado y Estudio de un Sistema Dinámico de Primer OrdenAngel Contreas
Este documento estudia y modela un sistema dinámico de primer orden usando Scilab Xcos. Se analiza el comportamiento del sistema ante tres tipos de estímulos de entrada y cómo varían sus parámetros como la ganancia y la constante de tiempo dependiendo del orden de la reacción. Los resultados muestran que un sistema de orden cero es inestable, mientras que uno de primer orden es muy estable y uno de segundo orden tiene una ligera desviación pero no es viable.
Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control y la importancia de la transformada de Laplace en el diseño de controladores. Explica cómo la transformada de Laplace convierte las ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas, lo que facilita el análisis de sistemas dinámicos. Luego, presenta un ejemplo detallado de cómo modelar matemáticamente un intercambiador de calor y diseñar un controlador PID para este proceso.
Control del nivel de un tanque en régimen laminarAdalberto C
Contiene 2 problemas simples de ingeniería de control, la descripción del control de la altura de un tanque y una breve metodología sobre el uso de Simulink para la simulación de ecuaciones diferenciales (ecuaciones de Lorenz como ejemplo).
Este documento presenta la asignatura de Control I. Cubre temas como introducción a sistemas de control, modelos matemáticos de sistemas dinámicos, análisis transitorio y criterios de estabilidad. La asignatura es obligatoria, de 7mo semestre, con 4 créditos y 5 horas semanales. Se evaluará con exámenes parcial y final más prácticas calificadas.
El documento describe la función de transferencia y diagramas de bloques para sistemas lineales. La función de transferencia relaciona la salida y entrada de un sistema mediante la transformada de Laplace, asumiendo condiciones iniciales cero. Se proveen ejemplos como un circuito RL y un sistema masa-resorte. Los diagramas de bloques representan gráficamente las relaciones de entrada-salida usando bloques unidireccionales con funciones de transferencia.
La función de transferencia proporciona una representación matemática separada de la entrada, salida y sistema de un proceso dinámico lineal. Se obtiene aplicando la transformada de Laplace a la ecuación diferencial ordinaria que describe el sistema. Permite analizar y diseñar sistemas de control de manera más sencilla que con ecuaciones diferenciales. Tiene limitaciones para sistemas no lineales o invariantes en el tiempo.
Este documento describe un intercambiador de calor 1-1 que calienta agua usando vapor. Se presenta una ecuación diferencial que modela el proceso y se obtiene la función de transferencia aplicando la transformada de Laplace. Luego, se calculan valores como la temperatura final del agua ante cambios en el flujo y la temperatura del vapor. Finalmente, se grafica la variación de la temperatura de salida del agua con el tiempo.
Este documento trata sobre la teoría del controlador PID. Brevemente:
1) Los controladores PID fueron descubiertos en 1922 por Nicolás Minorsky para el control automático de buques.
2) En 1936, la compañía Taylor Instrument introdujo el primer controlador PID de propósito general.
3) Los controladores PID combinan acciones proporcional, integral y derivativa para controlar sistemas dinámicos.
El documento describe las aplicaciones de la transformada de Laplace en el control de procesos. Explica que la transformada de Laplace es una herramienta matemática útil para el análisis de sistemas dinámicos lineales mediante la conversión de ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas. También describe el proceso de modelado matemático de un proceso y diseño de controladores, incluyendo ejemplos como la suspensión de un automóvil, el nivel en un tanque y un circuito eléctrico.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la función de transferencia pulso. Explica que la función de transferencia pulso relaciona la transformada z de la salida y la entrada de un sistema discreto, asumiendo condiciones iniciales cero. También describe cómo calcular la función de transferencia pulso para sistemas en cascada, de control en lazo cerrado y controladores PID digitales.
El documento describe los modelos matemáticos de sistemas dinámicos y su importancia para la predicción del comportamiento y mejora de sistemas. Explica que los simuladores se basan en modelos matemáticos de los componentes de los sistemas y las señales que les afectan, y que la validez de los simuladores depende de la aproximación entre los modelos y los comportamientos físicos reales. También analiza modelos de sistemas eléctricos y electrónicos como cuadripolos RC.
1) El documento describe el modelado y estudio de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden utilizando la transformada de Laplace en MATLAB-SIMULINK. 2) Explica cómo modelar sistemas físicos como temperatura en un horno o llenado de un tanque mediante ecuaciones diferenciales. 3) Detalla el análisis de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden a través de la obtención de las funciones de transferencia G(s) y respuesta Y(s).
El documento trata sobre la síntesis de sistemas de control en tiempo continuo. Se divide en tres apartados: 1) tipos de controladores, 2) diseño de controladores bajo especificaciones de frecuencia, y 3) criterios de sintonía de reguladores. El primer apartado describe los diferentes tipos de acciones de control como proporcional, integral, proporcional-integral, etc. y explica redes de atraso y adelanto de fase y controladores PID.
Este documento describe los sistemas de control y la importancia de la transformada de Laplace en el diseño de controladores. Explica que los sistemas de control son necesarios para automatizar procesos en diversas industrias y aplicaciones. La transformada de Laplace convierte ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas, lo que facilita el análisis y diseño de sistemas de control. Finalmente, presenta un ejemplo numérico de diseñar un controlador PID para estabilizar la temperatura de salida de un intercambiador de calor.
Aplicación de la transformada de la Laplacekmjrl_unefa
El documento presenta un resumen de los conceptos básicos de los sistemas de control. Explica que un sistema de control busca cumplir objetivos mediante el monitoreo y ajuste de variables. Luego describe cómo la transformada de Laplace permite modelar matemáticamente procesos dinámicos mediante ecuaciones diferenciales y analizar su comportamiento. Finalmente, introduce conceptos clave como funciones de transferencia, diagramas de bloques y diseño de controladores PID.
Este documento describe el diseño e implementación de un sistema de control digital de posición para un motor DC utilizando un microcontrolador PIC16F877A. Inicialmente se establece el modelo matemático del sistema y se simula para diseñar un controlador digital PID. Luego, se implementa el sistema físicamente utilizando un encoder, motor DC, microcontrolador y otros componentes. Finalmente, el documento explica el desarrollo del software en el microcontrolador para lograr el control de posición mediante la retroalimentación del encoder.
Este documento presenta un resumen de los capítulos de un libro de texto sobre ingeniería de control moderna. Incluye 13 capítulos y un apéndice que cubren temas como la transformada de Laplace, modelado matemático de sistemas, análisis de respuesta transitoria, acciones básicas de control, análisis mediante el lugar geométrico de las raíces, diseño de sistemas de control, análisis de respuesta en frecuencia y diseño mediante respuesta en frecuencia, control PID e introducción al control robusto
El documento describe los sistemas de primer orden y su función de transferencia. Explica que los sistemas de primer orden tienen una ecuación general con la derivada primera de la variable de estado. Presenta un ejemplo de un tanque completamente agitado y calcula su función de transferencia. También analiza las respuestas de los sistemas de primer orden a diferentes entradas como escalones y impulsos.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
TIA portal Bloques PLC Siemens______.pdfArmandoSarco
Bloques con Tia Portal, El sistema de automatización proporciona distintos tipos de bloques donde se guardarán tanto el programa como los datos
correspondientes. Dependiendo de la exigencia del proceso el programa estará estructurado en diferentes bloques.
Aletas de transferencia de calor o superficies extendidas dylan.pdf
Funcion de transferencia.ppt
1. TEMA 2:
TRANSFORMADA DE LAPLACE
Y
FUNCIONES DE TRANSFERENCIA
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Departamento de Tecnología Industrial
TI-2233 Sistemas de Control
Sede Litoral
Prof. Asdrúbal Aguilera
6. El Proceso de Diseño del Sistema de
Control
• Para poder diseñar un sistema de control
automático, se requiere
– Conocer la ecuación diferencial que
describe el comportamiento del proceso a
controlar.
– A esta ecuación diferencial se le llama
modelo del proceso.
– Una vez que se tiene el modelo, se puede
diseñar el controlador.
7. Conociendo el Proceso …
• MODELACIÓN MATEMÁTICA
Suspensión de un automóvil
f(t)
z(t)
k
b
m
Fuerza de
entrada
Desplazamiento,
salida del sistema
2
2
)
(
)
(
)
(
)
(
dt
t
z
d
m
dt
t
dz
b
t
kz
t
f
ma
F
8. Conociendo el Proceso…
• MODELACIÓN MATEMÁTICA
Nivel en un tanque
qo(t)
Flujo de
salida
R
(resistencia
de la válvula)
h(t)
qi(t)
Flujo de
entrada
dt
t
dh
A
t
h
R
t
q
t
q
t
h
R
dt
t
dh
A
t
q
t
q
i
o
o
i
)
(
)
(
1
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
Flujo que entra – Flujo que sale =
Acumulamiento
A
(área del
tanque)
9. Conociendo el Proceso…
• MODELACIÓN MATEMÁTICA
Circuito eléctrico
)
(
)
(
1
)
(
1
)
(
)
(
)
(
t
e
dt
t
i
C
dt
t
i
C
t
Ri
dt
t
di
L
t
e
o
i
10. El Rol de la Transformada de Laplace
Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas
Suspensión de un automóvil
k
bs
ms
s
F
s
Z
k
bs
ms
s
Z
s
F
s
Z
ms
s
bsZ
s
kZ
s
F
dt
t
z
d
m
dt
t
dz
b
t
kz
t
f
2
2
2
2
2
1
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
cero)
a
igual
iniciales
s
condicione
ndo
(considera
término
cada
a
Laplace
de
ada
transform
la
Aplicando
)
(
)
(
)
(
)
(
Función de
transferencia
11. El Rol de la Transformada de Laplace
Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas
Nivel en un tanque
1
1
1
)
(
)
(
)
1
)(
(
)
(
)
(
)
(
1
)
(
Laplace
de
ada
transform
la
Aplicando
)
(
)
(
1
)
(
ARs
R
R
As
s
Q
s
H
R
As
s
H
s
Qi
s
AsH
s
H
R
s
Qi
dt
t
dh
A
t
h
R
t
q
i
i
Función de
transferencia
12.
1
1
)
(
)
(
1
)
(
)
(
E
)
(
1
)
(
)
(
)
(
E
I(s))
para
o
(despejand
ecuaciones
las
Combinando
)
(
)
(
1
)
(
1
)
(
)
(
)
(
E
Laplace
de
ada
transform
la
Aplicando
)
(
)
(
1
)
(
1
)
(
)
(
)
(
2
2
i
i
i
RCs
LCs
s
E
s
E
RCs
LCs
s
E
s
s
CsE
Cs
s
CsE
R
s
CsE
Ls
s
s
E
s
I
Cs
s
I
Cs
s
RI
s
LsI
s
t
e
dt
t
i
C
dt
t
i
C
t
Ri
dt
t
di
L
t
e
o
o
o
o
o
o
o
o
i
El Rol de la Transformada de Laplace
Conviertiendo ecs. diferenciales a ecs. algebráicas
Circuito eléctrico
Función de
transferencia
13. La función de transferencia
• Nos indica como cambia la salida de un proceso
ante un cambio en la entrada
• Diagrama de bloques
forzante
Función
proceso
del
Respuesta
)
(
)
(
proceso
del
entrada
la
en
Cambio
proceso
del
salida
la
en
Cambio
)
(
)
(
s
X
s
Y
s
X
s
Y
Proceso
Entrada del proceso
(función forzante o
estímulo)
Salida del proceso
(respuesta al
estímulo)
14. La Función de Transferencia
Diagrama de bloques
• Suspensión de un automóvil
Entrada
(Bache)
Salida
(Desplazamiento del
coche)
k
bs
ms
2
1
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
x 10
4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
x 10
-3
15. La Función de Transferencia
Diagrama de bloques
• Nivel en un tanque
Qi(s)
(Aumento del flujo de
entrada repentinamente)
H(s)
(Altura del nivel en el
tanque
1
ARs
R
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
-10
-5
0
5
10
15
20
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
-10
-5
0
5
10
15
20
25
16. La Función de Transferencia
Diagrama de bloques
• Circuito eléctrico
Ei(s)
(Voltaje de entrada)
Eo(s)
(Voltaje de salida)
1
1
2
RCs
LCs
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 10
4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 10
4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
17. Propiedades y Teoremas más
Significantes
• TEOREMA DE VALOR FINAL
(Nos indica el valor en el cual se estabilizará la respuesta)
• TEOREMA DE VALOR INICIAL
(Nos indica las condiciones iniciales)
• TEOREMA DE TRASLACIÓN DE UNA FUNCIÓN
(Nos indica cuando el proceso tiene un retraso en el tiempo
(tiempo muerto))
18. Se tiene un proceso como el mostrado en la figura. El flujo de entrada cambió
repentinamente de 5 m3/min a 15 m3/min
a) Cuál es la altura final del tanque una vez que alcanzó la estabilización?
b) Cuál es la altura del tanque 4 minutos después de que se aplicó el
escalón.
c) Cuánto tiempo tardará el sistema en estabilizarse?
(al 98.2% de la respuesta final)
5 m3/min
5 m3/min
R = 2 min/m2
10 m
A = 2 m2
Ejemplo Aplicado
19. 5 m3/min
5 m3/min
R = 2 min/m2
10 m
A = 2 m2
Ejemplo Aplicado
inicial.
su valor
a
respecto
con
m,
20
de
cambio
un
tendrá
altura
la
10,
magnitud
de
entrada
de
flujo
el
en
escalón
cambio
un
ante
que
decir,
quiere
Esto
2)
(R
20
)
2
(
10
10
)
(
Lim
)
(
Lim
10
1
Lim
)
(
Lim
)
(
Lim
final
valor
de
Teorema
10
1
)
(
10
)
(
Q
15)
a
5
de
cambio
flujo
el
10,
magnitud
de
(escalón
10
)
(
1
)
(
)
(
0
s
t
0
s
0
s
t
i
R
s
sH
t
f
s
ARs
R
s
s
sH
t
f
s
ARs
R
s
H
s
s
t
q
ARs
R
s
Q
s
H
i
i
20. Cambio en el Flujo de Entrada
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22. La Respuesta del Proceso en el Tiempo
TRANSFORMADA INVERSA
DE LAPLACE
hss
e
t
h
hss
e
t
h
s
s
s
s
s
H
s
s
s
b
s
s
s
a
s
b
s
a
s
s
s
H
s
s
s
s
s
s
s
ARs
R
s
H
s
s
ARs
R
s
Q
s
H
t
t
s
s
i
4
1
4
1
4
1
1
20
)
(
tanque)
del
inicial
altura
(hss
20
20
)
(
20
20
5
)
(
20
5
5
20
5
5
5
)
(
parciales
fracciones
en
Expansión
1
4
20
10
1
)
2
)(
2
(
2
10
1
)
(
10
)
(
Q
1
)
(
)
(
4
1
4
1
4
1
0
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
1
4
20
i
23. La Respuesta del Proceso en el Tiempo
estable
estado
nuevo
un
a
llegar
proceso
al
tomará
le
que
tiempo
el
Es
min
06
.
16
0.973
-
1
ln
1
20
0.982(20)
1
20
)
(
982
.
0
ción)
estabiliza
de
final
valor
del
(98.2%
estable
estado
al
llegará
tiempo
cuanto
en
calcular
Para
6424
.
22
10
1
20
)
4
(
4
en t
evaluamos
escalón
el
aplicó
se
que
de
después
minutos
4
altura
la
calcular
Para
1
20
)
(
4
1
4
4
1
4
1
4
1
4
1
t
t
e
e
hss
t
h
m
e
h
hss
e
t
h
t
t
t
24. Cambio en la Altura (Salida)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
0
5
10
15
20
25
30
35
X: 14
Y: 22.65
X: 26.06
Y: 29.64
El cambio en el flujo de
entrada se aplicó aquí
25. El Sistema de Control Automático
Nivel en un tanque – Lazo abierto (sin control)
(tiempo de estabilización = 16.06 min de acuerdo al ejemplo anterior)
Nivel en un tanque – Lazo cerrado (con control)
Qi(s)
(Aumento del flujo de
entrada repentinamente)
H(s)
(Altura del nivel en el
tanque
1
ARs
R
Controlador
1
ARs
R
+
-
Valor
deseado Acción
de
control
Variable
controlada
26. La Ecuación del Controlador
• ECUACIÓN DIFERENCIAL DE UN
CONTROLADOR PID
(error)
real
valor
el
y
deseado
valor
el
entre
diferencia
la
es
E(s)
Donde
1
1
Kc
)
(
)
(
)
(
)
(
1
E(s)
Kc
)
(
)
(
)
(
)
(
1
E(s)
Kc
M(s)
Laplace
de
ada
transform
la
Aplicando
)
(
)
(
1
)
(
)
(
s
s
s
E
s
M
s
sE
s
E
s
s
E
s
M
s
sE
s
E
s
dt
t
de
dt
t
e
t
e
Kc
t
m
d
i
d
i
d
i
d
i
27. El Sistema de Control Automático
Nivel en un tanque – Lazo cerrado (con control)
(el tiempo de estabilización para el sistema controlado es de 4 min, a partir del
cambio en la entrada)
1
ARs
R
+
-
Valor
deseado Acción
de
control
Variable
controlada
s
Kc d
s
i
1
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
0
5
10
15
20
25
30
35
X: 14.01
Y: 29.64
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0
5
10
15
20
25
30
35
28. La Respuesta del Sistema de Control
de Nivel
• Comparación del sistema en lazo abierto (sin
control) y en lazo cerrado (con control)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
0
5
10
15
20
25
30
35
X: 26.03
Y: 29.64
X: 14.01
Y: 29.64
Con
control
Sin
control
29. Principales Funciones a Obtener de una
Ecuación Diferencial: G(s) y Y(s)
Y(s)
U(s)
c.i.=
0
2) G(s)
Al aplicar la Transformada de Laplace a una ecuación diferencial, dos
expresiones son de gran interés:
1) Y(S): La función respuesta de un sistema. (incluye las c.i. y a la
función forzante)
; Función de transferencia del sistema (considera c.i.=0 y
no se sustituye la función forzante.
n(s)
n(s) 0;ceros
K( K
K :ganancia
:
d
s a)...
;
(s b)(s (s)
d(s) 0;p
c)...
olos
(o)
: (X)
jw
x
o o x
x
Tanto G(s) como Y(s) estan formadas por los términos:
31. Obtención del valor inicial y final de y(t)
Respuesta
Función
:
)
1
.
0
(
)
3
.
0
(
8
.
0
)
1
10
(
4
.
2
8
)
(
s
s
s
s
s
s
s
Y
1
.
0
6
.
1
4
.
2
1
.
0
)
(
s
s
s
b
s
a
s
Y
0.8
1
8
.
0
)
1
.
0
(
)
3
.
0
(
8
.
0
)
1
.
0
(
)
3
.
0
(
8
.
0
.
)
(
.
)
0
(
:
lim
lim
lim
lim
s
s
s
s s
s
s
s
s
s
s
Y
s
y
inicial
valor
del
Teorema
jw
o X X
-0.3 -0.1 0
4
.
1
.
0
)
3
.
0
)(
8
.
0
(
)
1
.
0
(
)
3
.
0
(
8
.
0
)
1
.
0
(
)
3
.
0
(
8
.
0
.
)
(
.
)
(
:
final
valor
del
Teorema
lim
lim
lim
0
0
0
2
s
s
s
s
s
s
s
Y
s
y
s
s
s
2.4
0.8
t
Polo dominante
32. Gráfica aproximada de y(t) a partir de Y(s)
1
200
1600
)
(
1600
]
1
200
)[
(
;
0
)
(
)
0
(
200
)
(
200
80
)
0
(
;
0
)
(
)
(
200
s
s
Y
s
s
Y
s
Y
y
s
sY
C
y
t
y
dt
t
dy
80
200
1600
1
200
1600
)
(
)
0
( lim
lim
s
s
s
sY
y
s
s
0
1
200
1600
)
(
)
( lim
lim
0
0
s
s
s
sY
y
s
s
Un horno que se encuentra a 80°C se apaga para su enfriamiento.
Considere que la relación Temperatura-flujo combustible, es representada
por la ecuación Diferencial: 200y´(t) + y(t) = K u(t). Obtenga, y(0) y y()
Teorema de valor inicial:
Teorema del valor final:
t
80 ºC
0 ºC