SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 22
Descargar para leer sin conexión
Escuela Superior Politécnica de
                           Chimborazo

                          Ingeniería Automotriz

                          CONTROL AUTOMATICO




                                          Dr. Mario Audelo Guevara




                                                                       1




                Objeto de estudio
Introducción al proceso de análisis y diseño de sistemas de control.




                                                                       2




                                                                           1
Objetivos

                            Analizar y diseñar sistemas de
                            control, a un nivel reproductivo y
                            productivo, aplicando conceptos,
                            principios y métodos en el dominio
                            de la frecuencia y del tiempo, para
                            resolver    problemas    de   diseño
                            utilizando     herramientas     como
                            software moderno en sistemas de
                            control lineales e invariantes con el
                            tiempo.




                                                                3




       Resumen del contenido


                        UNIDADES

1   Introducción al control automático
2   Sistemas de control y modelos
3   Análisis de los sistemas realimentados
4   Controladores
5   Control digital-microcontroladores




                                                                4




                                                                    2
Método de calificación
 EVALUACIONES FRECUENTES:

Resolución de problemas de cada unidad, 10% de 28 puntos (2.8).
Consultas sobre temas específicos 10% de 28 puntos (2.8).
Trabajos prácticos, 30% de 28 puntos (8.4)

 EVALUACIONES PARCIALES:

Al final de cada Unidad, se receptará una prueba escrita/oral, 50% de 28
puntos (14).

 EVALUACIÓN FINAL:

Prueba escrita sobre las habilidades más relevantes de cada una de las
unidades para conocer si el estudiante es capaz de demostrar los objetivos de la
asignatura. 70% de 12 puntos (8.4).

Instalación y operación de un sistema de control, 30 % de 12 puntos (3.6).



                                                                              5




                           Bibliografía

  INGENIERIA DE CONTROL MODERNA. Katsuhiko Ogata. Prentice
  Hall.

  SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL. Benjamin C. Kuo.
  CECSA.




                                                                              6




                                                                                   3
Restricciones:
  Las tareas se no se podrán entregar después de la fecha indicada
  Cualquier aclaración sobre faltas o no estar en listas, dirigirse
  primero con el Director de Escuela.
  Los exámenes se realizaran dentro del horario de clases y no se
  podrán extender fuera de este.
  No hay exámenes para llevar.
  No se permite sacar laptops, libros, celulares en los exámenes.




                                                                      7




       Historia del Control Automático
 La historia del control automático es muy fascinante y se remonta
 hasta los principios de la civilización.

                                       Análisis de estabilidad
                                         basado en ecs. difs
                                        J. C. Maxwell (1868)


Reloj de agua   Regulador centrífugo
  (300 AC)        de James Watt
                     (1788 DC)




        Prehistoria                              Historia

                            Uso de Modelos
                             matemáticos



                                                                      8




                                                                          4
Historia del Control Automático
  Las primeras aplicaciones se remontan           a       los   mecanismos
  reguladores con flotador en Grecia.




                                           Flotador con
                                           válvula

                                                   Flotador con
                                                   apuntador




                      El reloj de Ktesibius fue construido alrededor
                      de 250 BC. Es considerado el primer sistema de
                      control automático de la historia.

                                                                         9




     Historia del Control Automático
  Herón de Alejandría (100 D. C.)
Publicó    un     libro    denominado
Pneumatica en donde se describen
varios mecanismos de nivel de agua
con reguladores de flotador.




  Medidor de tiempo                        La Fuente mágica de Herón de
                                                    Alejandría

                                                                         10




                                                                              5
Historia del Control Automático
     Sin embargo el primer trabajo significativo en control con
     realimentación automática fue el regulador centrífugo de James
     Watt, desarrollado en 1769


                                     Engranes




Aceite a
                           Cierra
presión
                           Abre
                                           Motor   Carga

  Combustible   Válvula de control


    Esquema de Regulador de velocidad moderno


                                                                     11




           ¿Que es un Sistema de Control?



    Un sistema de Control es una interconexión de componentes que
    forman una configuración del sistema que proporcionara una
    respuesta deseada.

    Un componente o proceso que vaya a ser controlado puede
    representarse mediante un bloque como se muestra en la figura.




                                                                     12




                                                                          6
Relevancia de los sistemas de control



   El control automático juega un papel muy importante en el avance
   de la ingeniería y la ciencia.
   El control automático es una disciplina de la ingeniería automotriz
   relativamente joven.
   En la gran mayoría de las industrias, el control automático viene a
   satisfacer las necesidades que se presentan para poder operar de
   manera satisfactoria.




                                                                     13




                        Aplicaciones
     Aplicaciones Modernas
     Vehículos Espaciales

En los vuelos espaciales, los
sistemas de control son de gran
utilidad:
Sirven para que el vehiculo siga
fielmente       la      trayectoria
(hiperbólica) deseada de vuelo, la
velocidad de escape necesaria
para vencer la fuerza de gravedad,
y a la vez, contrarrestar el efecto
del viento sobre el vehiculo
espacial.



                                                                     14




                                                                          7
Aplicaciones
     Aplicaciones Modernas
            Satélites

En los satélites que orbitan la
tierra, los sistemas de control son
muy útiles:
Sirven para cuando el satélite gire
de una posición a otra, los
paneles solares, los cuales son
flexibles, no oscilen, y de esta
forma los paneles solares no se
estresen y así evitar una futura
fisura en el satélite.




                                         15




                        Aplicaciones
     Aplicaciones Modernas
             Misiles

Los misiles son pioneros en la
aplicación del control automático:
El control automático se usa para
controlar       la      trayectoria
predefinida a seguir, al igual que
la velocidad para, a la vez como
contrarrestar las ráfagas de viento
y de esta forma poder dar en el
blanco propuesto.




                                         16




                                              8
Aplicaciones
     Aplicaciones Modernas
             Robots

En el área de la robótica, el
control juega un papel central:
Por ejemplo en la foto se presenta
un robot caminador diseñado por
Honda, en donde el control
automático balancea al robot para
que este guarde el equilibrio y no
se caiga.




                                      17




                       Aplicaciones
     Aplicaciones Modernas
     Ingeniería Biomédica

En el área de la Biomédica, el
control juega un papel muy
importante:
Por ejemplo, la administración de
insulina en los enfermos de
diabetes se está realizando de
forma automatizada.




                                      18




                                           9
Aplicaciones
   Aplicaciones Industriales
Maquinas de Control Numérico

Las     maquinas      de    control
numérico      sirven      en     la
manufactura de piezas de diseño
muy particular o único, usando
materiales como acrílico, cobre,
entre otros:
Estas maquinas usan el control
automático     para      posicionar
correctamente      las    distintas
herramientas que se requieran en
la manufactura de una pieza.



                                       19




                        Aplicaciones
    Aplicaciones Industriales
       Ahorro de energía

Los motores eléctricos en la
industria son los principales
consumidores de energía en
donde el control automático juega
de nuevo un papel importante:

El control automático puede
minimizar de manera optima los
consumos de energía de los
motores eléctricos, además de
mantener       sus     velocidades
constante    sin    importar   las
variaciones de la cargas que estén
soportando.



                                       20




                                            10
Aplicaciones
    Aplicaciones Industriales
        Cuartos limpios

Los cuartos limpios son usados
en la manufactura de nano-
tecnología,        medicamentos,
laboratorios de animales, etc.:

El control automático regula
varios parámetros que hacen de
estos cuartos que sean “limpios”,
tales   como   la   temperatura,
humedad,               partículas
suspendidas, luminosidad, etc.




                                                               21




                       Aplicaciones




                      Aplicaciones Industriales
                       Industria automotriz

En la industria automotriz, el control automático está jugando un
papel muy importante que marca los avances de la tecnología
automotriz:
El control automático se usa en la inyección electrónica de
combustibles, frenos abs, bolsas de aire, control de velocidad de
crucero, entre otros.


                                                               22




                                                                    11
Conceptos Básicos
Sistema.- Es una combinación de componentes que actúan
conjuntamente y cumplen un objetivo específico. Por lo que podemos
encontrar sistemas mecánicos, eléctricos, biológicos, químicos,
económicos, etc.

Un sistema de control se puede considerar como una caja negra que
sirve para controlar la salida de un valor o secuencia de valores
determinados.




          Entrada             Proceso            Salida




                                                                     23




                          Ejemplo

  Ejemplo de un Sistema de Control: fijar el valor de la temperatura
  deseada por medio de un horno de calefacción que se ajusta de
  modo que el agua que sea bombeada a través del radiador produzca
  la temperatura deseada.




                                                                     24




                                                                          12
Ejemplo
Ejemplo de un Sistema




                                    25




                        Ejemplo
Ejemplo de un Sistema de Medición




                                    26




                                         13
Ejemplo
   Un sistema de medición se podría considerar como una caja negra
   que se utiliza para medir. La entrada es la magnitud que se desea
   medir y su salida es el valor correspondiente a dicha magnitud.




Sensor: el cual responde a la cantidad que se mide, dando como salida
una señal relacionada.
Accionador de Señal: manipula y convierte la señal de sensor una
forma adecuada.
Sistema de Presentación Visual: pantalla o display, se observa la salida
producida por el acondicionador de señal.


                                                                      27




                 Conceptos Básicos
Sistema de control en lazo cerrado.- Son en los que se mantiene una
constante medición de la señal de salida, la cual es comparada con
una señal deseada o de referencia. La diferencia existente entre ambas
señales se le conoce como error, el cual es minimizado mediante un
controlador.




Sistema de Control en Lazo Cerrado: es aquel en donde la señal de
salida tiene efecto sobre la acción de control. Se reajusta la salida
hasta obtener el valor deseado.


                                                                      28




                                                                           14
Elementos de un Sistema en Lazo Cerrado




1.      Elemento de Comparación: compara el valor deseado o de referencia de la
        condición variable que se controla con el valor medido de lo que se produce
        y genera una señal de error.
2.      Elemento de Control: decide que acción llevar a cabo, por ejemplo una señal
        para accionar un interruptor o abrir una válvula.
3.      Elemento de Corrección: produce un cambio en el proceso a fin de corregir o
        modificar la condición controlada. El termino actuador designa al elemento
        de una unidad de corrección que proporciona la energía para realizar la
        acción de control.
4.      Elemento de Proceso: el proceso es lo que se está controlando.
5.      Elemento de Medición: produce una señal relacionada con el estado de la
        variable del proceso que se controla. Por ejemplo un termopar que produce
        una f.e.m. relacionada con la temperatura.
                                                                                29




        Elementos de un Sistema en Lazo Cerrado
     Ejemplo: Persona que controla la temperatura de una habitación




 Variable Controlada – temperatura de la habitación
 Variable de Referencia – temperatura deseada de la habitación
 Elemento de Comparación – persona que compara los valores
 Señal de Error – diferencia entre la temperatura medida y deseada
 Unidad de Control – persona
 Unidad de Corrección – interruptor del calentador
 Proceso – calentamiento mediante un calentador
 Dispositivo de Medición - termómetro


                                                                                30




                                                                                      15
Ejemplo
  Por ejemplo el cuerpo cuenta con un sistema de control de
  temperatura. Este sistema recibe una entrada enviada por sensores
  que le dicen cual es la temperatura y compara estos datos con el
  valor que debe tener, a continuación produce la respuesta adecuada
  a fin de lograr la temperatura requerida.




                                                                  31




                             Ejemplo
Control por retroalimentación para tomar un lápiz:




                                                                  32




                                                                       16
Conceptos Básicos
Sistema de control en lazo abierto.- Son en los que la salida no
afecta la acción de control. Por ejemplo, la lavadora es un sistema en
lazo abierto ya que opera sobre una base de tiempo, y la salida, es
decir la limpieza de la ropa no afecta a esta.




Sistema de Control en Lazo Abierto: no se retroalimenta la información
al elemento de control para reajustar la salida y mantenerla al valor
deseado.


                                                                         33




                            Ejemplo
Control en Lazo Abierto:




                                                                         34




                                                                              17
Sistemas en Lazo Abierto y Lazo Cerrado

   Los sistemas de lazo abierto tiene la ventaja de ser relativamente
   sencillos, por lo que su costo es bajo y en general su confiabilidad es
   buena. Sin embargo pueden ser imprecisos ya que no hay correción
   de errores.

   Los sistemas de lazo cerrado tienen la ventaja de ser bastante
   precisos para igualar el valor real y el deseado, pero son más
   complejos y costosos.




                                                                        35




 Sistemas en Lazo Abierto y Lazo Cerrado
LAZO ABIERTO                           LAZO CERRADO
Ventajas:                              Ventajas:
•Fácil de implementar                  •Si existe un error en la salida
•Sencillo                                el control lo compensa.
•Económico                             • Si hay perturbaciones el
Desventajas:                             control las compensa.
•Si existe un error en la salida, el   • Puede utilizar componentes
control no lo compensa.                  imprecisos y baratos.
• Si hay perturbaciones, el control    Desventajas:
no las compensa.                       •A veces complicado para
• La efectividad depende de la         implementar
calibración.                           • Tiene más componentes que un
•Necesita componentes precisos         control a lazo abierto.
                                       • Utiliza más potencia.
                                       • Necesita sensores que pueden no
                                       ser económicos.


                                                                        36




                                                                             18
Conceptos Básicos
Variable de referencia.- Es lo que se desea ver reflejado en la
salida o en la variable controlada.
Variable de error.- Es la desviación de la salida o variable
controlada con respecto a la variable de referencia.
Variable de control.- Es la cantidad o condición modificada por el
controlador.
Variable controlada.- Cantidad o condición que se mide y controla.
Perturbación.- Es una señal que puede ser interna o externa y
tiende a afectar adversamente el valor de la salida de un sistema.
Proceso. Es el desarrollo natural de un acontecimiento,
caracterizado por una serie de eventos o cambio graduales,
progresivamente continuos y que tienden a un resultado final.
Planta. Conjunto de piezas de una maquinaria que tienen por
objetivo realizar cierta actividad en conjunto. En sistemas de
control, por planta se entiende el sistema que se quiere controlar.




                                                                 37




                        Ejercicio
Sistema de control de la velocidad de un vehiculo




                                                                 38




                                                                      19
Ejercicio
Sistema de control para una mesa giratoria que asegure que la
velocidad real de rotación está dentro de un porcentaje especificado
de la velocidad deseada

Sistema sin realimentación




                                                                  39




Sistema con realimentación




                                                                  40




                                                                       20
Conceptos Básicos

                        Sistemas de control

Sistemas de control lineal.- Estos sistemas cumplen con el principio
de superposición. Este principio establece que la respuesta producida
por la aplicación simultánea de “x” funciones de entradas diferentes es
la suma de las “x” respuestas individuales.

Sistemas de control no lineal.- Son los sistemas en los que no aplica
el principio de superposición.

Sistemas de control discreto.- Son aquellos en los que se desean
implementar en un medio digital, para lo cual se necesita una
descripción discreta de la planta.




                                                                      41




                  Conceptos Básicos

                         Técnicas de control

Control óptimo.- La ley de control se desarrolla en base a la
minimización de criterios. Por ejemplo se pueden usar criterios de
energía, error, etc.

Control adaptivo.- Cuando se desconocen parámetros de la planta, la
ley de control se construye en base a esta incertidumbre, cumpliendo
con los objetivos del control y además entregando una estimación de
los parámetros desconocidos.

Control inteligente.- Incluye técnicas como Redes Neuronales, Lógica
Difusa, Algoritmos Genéticos, etc, o una combinación de estas.




                                                                      42




                                                                           21
Controladores Basados en Microprocesadores

 Los microcontroladores se utilizan en general para operaciones de
 control. Ofrecen la ventaja de que mediante su uso es factible
 emplear una gran variedad de programas.

 Una opción más adaptable es el controlador lógico programable. Se
 trata de un controlador basado en un µProcesador en el que se
 utiliza una memoria programable para guardar instrucciones e
 implantar funciones lógicas y secuenciales.




                                                                43




Controladores Basados en Microprocesadores




                                                                44




                                                                     22

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Sistemas de control - teoría de control
Sistemas de control - teoría de controlSistemas de control - teoría de control
Sistemas de control - teoría de controlPierinaPandolfi
 
Control Adaptativo
Control AdaptativoControl Adaptativo
Control AdaptativoFrann Luque
 
Sistemas de control
Sistemas de controlSistemas de control
Sistemas de controltoni
 
controladores teoria de control
 controladores teoria de control controladores teoria de control
controladores teoria de controlgreronre
 
Trabajo de controladores automaticos
Trabajo de controladores automaticosTrabajo de controladores automaticos
Trabajo de controladores automaticosargenis220792
 
Teoria de control (sistemas de control)
Teoria de control (sistemas de control)Teoria de control (sistemas de control)
Teoria de control (sistemas de control)Oscar Arizaj
 
Frundamentos de control
Frundamentos de controlFrundamentos de control
Frundamentos de controlCarlos Alvarez
 
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de control
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de controlTeoria de control - Fundamentos de la ingenieria de control
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de controlJorge Luis Medina
 
Tipos de Control
Tipos de ControlTipos de Control
Tipos de Controlluis Knals
 
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-pericheCarlos Zapata Periche
 
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control Avanzado
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control AvanzadoContro de Procesos Industriales: Sistemas de Control Avanzado
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control AvanzadoScarlett Zeledon
 
Teoria de control
Teoria de controlTeoria de control
Teoria de controlrommelgg95
 

La actualidad más candente (20)

Sistemas de control - teoría de control
Sistemas de control - teoría de controlSistemas de control - teoría de control
Sistemas de control - teoría de control
 
Perturbaciones
PerturbacionesPerturbaciones
Perturbaciones
 
Exposición: Teoría del Control
Exposición: Teoría del ControlExposición: Teoría del Control
Exposición: Teoría del Control
 
Control Adaptativo
Control AdaptativoControl Adaptativo
Control Adaptativo
 
Sistemas de control
Sistemas de controlSistemas de control
Sistemas de control
 
Diapositiva estefania
Diapositiva estefaniaDiapositiva estefania
Diapositiva estefania
 
Señales de control
Señales de controlSeñales de control
Señales de control
 
controladores teoria de control
 controladores teoria de control controladores teoria de control
controladores teoria de control
 
Trabajo de controladores automaticos
Trabajo de controladores automaticosTrabajo de controladores automaticos
Trabajo de controladores automaticos
 
Historia de los sistemas de control
Historia de los sistemas de controlHistoria de los sistemas de control
Historia de los sistemas de control
 
Teoria de control (sistemas de control)
Teoria de control (sistemas de control)Teoria de control (sistemas de control)
Teoria de control (sistemas de control)
 
Frundamentos de control
Frundamentos de controlFrundamentos de control
Frundamentos de control
 
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de control
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de controlTeoria de control - Fundamentos de la ingenieria de control
Teoria de control - Fundamentos de la ingenieria de control
 
Tipos de Control
Tipos de ControlTipos de Control
Tipos de Control
 
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche
/Home/uladech/imágenes/que son los_sistemas_de_informacion_carlos_zapata-periche
 
Cap3
Cap3Cap3
Cap3
 
Simulación de Sistemas de Control
Simulación de Sistemas de ControlSimulación de Sistemas de Control
Simulación de Sistemas de Control
 
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control Avanzado
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control AvanzadoContro de Procesos Industriales: Sistemas de Control Avanzado
Contro de Procesos Industriales: Sistemas de Control Avanzado
 
control de sistemas
control de sistemas control de sistemas
control de sistemas
 
Teoria de control
Teoria de controlTeoria de control
Teoria de control
 

Destacado

Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado sistemasdinamicos2014
 
Introducción al Control Automático
Introducción al Control AutomáticoIntroducción al Control Automático
Introducción al Control AutomáticoPaolo Castillo
 
Sistemas de control automático
Sistemas de control automáticoSistemas de control automático
Sistemas de control automáticoJosé Capobianco
 
Tipo de operaciones y evaporadores
Tipo de operaciones y evaporadoresTipo de operaciones y evaporadores
Tipo de operaciones y evaporadoresVictor Tenelema
 
Propiedad de linealidad - Principio de Superposición
Propiedad de linealidad - Principio de SuperposiciónPropiedad de linealidad - Principio de Superposición
Propiedad de linealidad - Principio de SuperposiciónJohan Jair Porras Huamán
 
Lazo De Control
Lazo De  ControlLazo De  Control
Lazo De ControlJELEstrada
 
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?paul
 
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentaire
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentaireIntegration des ressources numeriques dans l’offre documentaire
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentairePierre Naegelen
 
Catalogue Jouets - Partie 1
Catalogue Jouets - Partie 1Catalogue Jouets - Partie 1
Catalogue Jouets - Partie 1ceadf
 
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyLlacucarachachamiza
 
Basic healthnet
Basic healthnetBasic healthnet
Basic healthnetminimed
 

Destacado (20)

Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
 
Introducción al Control Automático
Introducción al Control AutomáticoIntroducción al Control Automático
Introducción al Control Automático
 
Sistemas de control automático
Sistemas de control automáticoSistemas de control automático
Sistemas de control automático
 
Tipo de operaciones y evaporadores
Tipo de operaciones y evaporadoresTipo de operaciones y evaporadores
Tipo de operaciones y evaporadores
 
Introducción a la instrumentación
Introducción a la instrumentaciónIntroducción a la instrumentación
Introducción a la instrumentación
 
Propiedad de linealidad - Principio de Superposición
Propiedad de linealidad - Principio de SuperposiciónPropiedad de linealidad - Principio de Superposición
Propiedad de linealidad - Principio de Superposición
 
Sistema De Control
Sistema De ControlSistema De Control
Sistema De Control
 
Lazo De Control
Lazo De  ControlLazo De  Control
Lazo De Control
 
Lazo cerrado y abierto
Lazo cerrado  y abiertoLazo cerrado  y abierto
Lazo cerrado y abierto
 
Sistemas Lineales
Sistemas LinealesSistemas Lineales
Sistemas Lineales
 
Ahaguidelines2010
Ahaguidelines2010Ahaguidelines2010
Ahaguidelines2010
 
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?
EMARAZO, ¿QUE DEBO SABER?
 
Viviendo para Dar
Viviendo para DarViviendo para Dar
Viviendo para Dar
 
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentaire
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentaireIntegration des ressources numeriques dans l’offre documentaire
Integration des ressources numeriques dans l’offre documentaire
 
Sanidad No.1
Sanidad No.1Sanidad No.1
Sanidad No.1
 
Catalogue Jouets - Partie 1
Catalogue Jouets - Partie 1Catalogue Jouets - Partie 1
Catalogue Jouets - Partie 1
 
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL
30ABR2011 Finales Campeonato Regional CyL
 
Basic healthnet
Basic healthnetBasic healthnet
Basic healthnet
 
Tiereigenschaften
TiereigenschaftenTiereigenschaften
Tiereigenschaften
 
Taller busqueda de empleo
Taller busqueda de empleoTaller busqueda de empleo
Taller busqueda de empleo
 

Similar a Introduccion Control

76013822 sistemas-de-control
76013822 sistemas-de-control76013822 sistemas-de-control
76013822 sistemas-de-controlsexodrogasyrock
 
Fundamentos-Control-Automatico
Fundamentos-Control-AutomaticoFundamentos-Control-Automatico
Fundamentos-Control-AutomaticoOrlandorm
 
Fundamentos de sistemas de control automatico golindano
Fundamentos de sistemas de control automatico golindanoFundamentos de sistemas de control automatico golindano
Fundamentos de sistemas de control automatico golindanojcarlos344
 
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)mariacaraballo200
 
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomez
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomezPresentacion fundamentos de control automatico. limer gomez
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomezDaniel Bastaardoo
 
Fundamentos de Control Automatico. limer Gomez
Fundamentos de Control Automatico. limer GomezFundamentos de Control Automatico. limer Gomez
Fundamentos de Control Automatico. limer GomezLimer_28
 
Teoria de control (maria sanchéz)
Teoria de control (maria sanchéz)Teoria de control (maria sanchéz)
Teoria de control (maria sanchéz)mariasanchez220
 
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)Fundamentos de control automatico (alan rafeh)
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)Alan Rafeh
 
Regulacion automatica YNDIRA NATERA
Regulacion automatica YNDIRA NATERARegulacion automatica YNDIRA NATERA
Regulacion automatica YNDIRA NATERAyndinatera
 
Sistema de control
Sistema de controlSistema de control
Sistema de controljohan muñoz
 
Introducción sistemas de control (2).ppt
Introducción sistemas de control (2).pptIntroducción sistemas de control (2).ppt
Introducción sistemas de control (2).pptJuanCaceres78
 
Sistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automaticoSistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automaticoYeshuá Iesous
 
Sistemas de control. teoria de control yanmir
Sistemas de control. teoria de control yanmirSistemas de control. teoria de control yanmir
Sistemas de control. teoria de control yanmirYanmir
 

Similar a Introduccion Control (20)

76013822 sistemas-de-control
76013822 sistemas-de-control76013822 sistemas-de-control
76013822 sistemas-de-control
 
Fundamentos-Control-Automatico
Fundamentos-Control-AutomaticoFundamentos-Control-Automatico
Fundamentos-Control-Automatico
 
Fundamentos de sistemas de control automatico golindano
Fundamentos de sistemas de control automatico golindanoFundamentos de sistemas de control automatico golindano
Fundamentos de sistemas de control automatico golindano
 
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)
Presentacion de regulacion automatica (teoria de control)
 
C01.pdf
C01.pdfC01.pdf
C01.pdf
 
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomez
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomezPresentacion fundamentos de control automatico. limer gomez
Presentacion fundamentos de control automatico. limer gomez
 
Fundamentos de Control Automatico. limer Gomez
Fundamentos de Control Automatico. limer GomezFundamentos de Control Automatico. limer Gomez
Fundamentos de Control Automatico. limer Gomez
 
Teoria de control (maria sanchéz)
Teoria de control (maria sanchéz)Teoria de control (maria sanchéz)
Teoria de control (maria sanchéz)
 
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)Fundamentos de control automatico (alan rafeh)
Fundamentos de control automatico (alan rafeh)
 
Regulacion automatica YNDIRA NATERA
Regulacion automatica YNDIRA NATERARegulacion automatica YNDIRA NATERA
Regulacion automatica YNDIRA NATERA
 
Sensores y Actuadores I
Sensores y Actuadores I Sensores y Actuadores I
Sensores y Actuadores I
 
Teoria de control
Teoria de controlTeoria de control
Teoria de control
 
Sistema de control
Sistema de controlSistema de control
Sistema de control
 
Teoria de control
Teoria de controlTeoria de control
Teoria de control
 
Introducción sistemas de control (2).ppt
Introducción sistemas de control (2).pptIntroducción sistemas de control (2).ppt
Introducción sistemas de control (2).ppt
 
Tema 1.2 icpa historia
Tema 1.2 icpa historiaTema 1.2 icpa historia
Tema 1.2 icpa historia
 
SISTEMAS DE CONTROL
SISTEMAS DE CONTROLSISTEMAS DE CONTROL
SISTEMAS DE CONTROL
 
Sistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automaticoSistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automatico
 
Sistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automaticoSistemas de-control-automatico
Sistemas de-control-automatico
 
Sistemas de control. teoria de control yanmir
Sistemas de control. teoria de control yanmirSistemas de control. teoria de control yanmir
Sistemas de control. teoria de control yanmir
 

Último

Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...
Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...
Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...RobertoAlfaroEspinoz
 
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - Chari
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - ChariTrabajo de Autocuidado de Mujeres - Chari
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - Charipreparadascarolina
 
Proyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendaciones
Proyecto para el autocuidado de mujeres - RecomendacionesProyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendaciones
Proyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendacionespreparadascarolina
 
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - Mar
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - MarProyecto de Autocuidado de Mujeres - Mar
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - Marpreparadascarolina
 
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdflacocheramatriz31
 
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptx
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptxORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptx
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptxLUISPolanco55
 
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femenino
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femeninoCuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femenino
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femeninopreparadascarolina
 

Último (7)

Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...
Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...
Todo el Santuario o Tabernaculo del Antiguo Testamento habla sobre la obra, v...
 
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - Chari
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - ChariTrabajo de Autocuidado de Mujeres - Chari
Trabajo de Autocuidado de Mujeres - Chari
 
Proyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendaciones
Proyecto para el autocuidado de mujeres - RecomendacionesProyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendaciones
Proyecto para el autocuidado de mujeres - Recomendaciones
 
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - Mar
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - MarProyecto de Autocuidado de Mujeres - Mar
Proyecto de Autocuidado de Mujeres - Mar
 
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf
200 RECETAS ALMUERZOS para diabeticos.pdf
 
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptx
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptxORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptx
ORACION PERSONAL DEL SERVIDOR CARISMATICO.pptx
 
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femenino
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femeninoCuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femenino
Cuidado y Felicidad - Presentación sobre autocuidado femenino
 

Introduccion Control

  • 1. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Ingeniería Automotriz CONTROL AUTOMATICO Dr. Mario Audelo Guevara 1 Objeto de estudio Introducción al proceso de análisis y diseño de sistemas de control. 2 1
  • 2. Objetivos Analizar y diseñar sistemas de control, a un nivel reproductivo y productivo, aplicando conceptos, principios y métodos en el dominio de la frecuencia y del tiempo, para resolver problemas de diseño utilizando herramientas como software moderno en sistemas de control lineales e invariantes con el tiempo. 3 Resumen del contenido UNIDADES 1 Introducción al control automático 2 Sistemas de control y modelos 3 Análisis de los sistemas realimentados 4 Controladores 5 Control digital-microcontroladores 4 2
  • 3. Método de calificación EVALUACIONES FRECUENTES: Resolución de problemas de cada unidad, 10% de 28 puntos (2.8). Consultas sobre temas específicos 10% de 28 puntos (2.8). Trabajos prácticos, 30% de 28 puntos (8.4) EVALUACIONES PARCIALES: Al final de cada Unidad, se receptará una prueba escrita/oral, 50% de 28 puntos (14). EVALUACIÓN FINAL: Prueba escrita sobre las habilidades más relevantes de cada una de las unidades para conocer si el estudiante es capaz de demostrar los objetivos de la asignatura. 70% de 12 puntos (8.4). Instalación y operación de un sistema de control, 30 % de 12 puntos (3.6). 5 Bibliografía INGENIERIA DE CONTROL MODERNA. Katsuhiko Ogata. Prentice Hall. SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL. Benjamin C. Kuo. CECSA. 6 3
  • 4. Restricciones: Las tareas se no se podrán entregar después de la fecha indicada Cualquier aclaración sobre faltas o no estar en listas, dirigirse primero con el Director de Escuela. Los exámenes se realizaran dentro del horario de clases y no se podrán extender fuera de este. No hay exámenes para llevar. No se permite sacar laptops, libros, celulares en los exámenes. 7 Historia del Control Automático La historia del control automático es muy fascinante y se remonta hasta los principios de la civilización. Análisis de estabilidad basado en ecs. difs J. C. Maxwell (1868) Reloj de agua Regulador centrífugo (300 AC) de James Watt (1788 DC) Prehistoria Historia Uso de Modelos matemáticos 8 4
  • 5. Historia del Control Automático Las primeras aplicaciones se remontan a los mecanismos reguladores con flotador en Grecia. Flotador con válvula Flotador con apuntador El reloj de Ktesibius fue construido alrededor de 250 BC. Es considerado el primer sistema de control automático de la historia. 9 Historia del Control Automático Herón de Alejandría (100 D. C.) Publicó un libro denominado Pneumatica en donde se describen varios mecanismos de nivel de agua con reguladores de flotador. Medidor de tiempo La Fuente mágica de Herón de Alejandría 10 5
  • 6. Historia del Control Automático Sin embargo el primer trabajo significativo en control con realimentación automática fue el regulador centrífugo de James Watt, desarrollado en 1769 Engranes Aceite a Cierra presión Abre Motor Carga Combustible Válvula de control Esquema de Regulador de velocidad moderno 11 ¿Que es un Sistema de Control? Un sistema de Control es una interconexión de componentes que forman una configuración del sistema que proporcionara una respuesta deseada. Un componente o proceso que vaya a ser controlado puede representarse mediante un bloque como se muestra en la figura. 12 6
  • 7. Relevancia de los sistemas de control El control automático juega un papel muy importante en el avance de la ingeniería y la ciencia. El control automático es una disciplina de la ingeniería automotriz relativamente joven. En la gran mayoría de las industrias, el control automático viene a satisfacer las necesidades que se presentan para poder operar de manera satisfactoria. 13 Aplicaciones Aplicaciones Modernas Vehículos Espaciales En los vuelos espaciales, los sistemas de control son de gran utilidad: Sirven para que el vehiculo siga fielmente la trayectoria (hiperbólica) deseada de vuelo, la velocidad de escape necesaria para vencer la fuerza de gravedad, y a la vez, contrarrestar el efecto del viento sobre el vehiculo espacial. 14 7
  • 8. Aplicaciones Aplicaciones Modernas Satélites En los satélites que orbitan la tierra, los sistemas de control son muy útiles: Sirven para cuando el satélite gire de una posición a otra, los paneles solares, los cuales son flexibles, no oscilen, y de esta forma los paneles solares no se estresen y así evitar una futura fisura en el satélite. 15 Aplicaciones Aplicaciones Modernas Misiles Los misiles son pioneros en la aplicación del control automático: El control automático se usa para controlar la trayectoria predefinida a seguir, al igual que la velocidad para, a la vez como contrarrestar las ráfagas de viento y de esta forma poder dar en el blanco propuesto. 16 8
  • 9. Aplicaciones Aplicaciones Modernas Robots En el área de la robótica, el control juega un papel central: Por ejemplo en la foto se presenta un robot caminador diseñado por Honda, en donde el control automático balancea al robot para que este guarde el equilibrio y no se caiga. 17 Aplicaciones Aplicaciones Modernas Ingeniería Biomédica En el área de la Biomédica, el control juega un papel muy importante: Por ejemplo, la administración de insulina en los enfermos de diabetes se está realizando de forma automatizada. 18 9
  • 10. Aplicaciones Aplicaciones Industriales Maquinas de Control Numérico Las maquinas de control numérico sirven en la manufactura de piezas de diseño muy particular o único, usando materiales como acrílico, cobre, entre otros: Estas maquinas usan el control automático para posicionar correctamente las distintas herramientas que se requieran en la manufactura de una pieza. 19 Aplicaciones Aplicaciones Industriales Ahorro de energía Los motores eléctricos en la industria son los principales consumidores de energía en donde el control automático juega de nuevo un papel importante: El control automático puede minimizar de manera optima los consumos de energía de los motores eléctricos, además de mantener sus velocidades constante sin importar las variaciones de la cargas que estén soportando. 20 10
  • 11. Aplicaciones Aplicaciones Industriales Cuartos limpios Los cuartos limpios son usados en la manufactura de nano- tecnología, medicamentos, laboratorios de animales, etc.: El control automático regula varios parámetros que hacen de estos cuartos que sean “limpios”, tales como la temperatura, humedad, partículas suspendidas, luminosidad, etc. 21 Aplicaciones Aplicaciones Industriales Industria automotriz En la industria automotriz, el control automático está jugando un papel muy importante que marca los avances de la tecnología automotriz: El control automático se usa en la inyección electrónica de combustibles, frenos abs, bolsas de aire, control de velocidad de crucero, entre otros. 22 11
  • 12. Conceptos Básicos Sistema.- Es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un objetivo específico. Por lo que podemos encontrar sistemas mecánicos, eléctricos, biológicos, químicos, económicos, etc. Un sistema de control se puede considerar como una caja negra que sirve para controlar la salida de un valor o secuencia de valores determinados. Entrada Proceso Salida 23 Ejemplo Ejemplo de un Sistema de Control: fijar el valor de la temperatura deseada por medio de un horno de calefacción que se ajusta de modo que el agua que sea bombeada a través del radiador produzca la temperatura deseada. 24 12
  • 13. Ejemplo Ejemplo de un Sistema 25 Ejemplo Ejemplo de un Sistema de Medición 26 13
  • 14. Ejemplo Un sistema de medición se podría considerar como una caja negra que se utiliza para medir. La entrada es la magnitud que se desea medir y su salida es el valor correspondiente a dicha magnitud. Sensor: el cual responde a la cantidad que se mide, dando como salida una señal relacionada. Accionador de Señal: manipula y convierte la señal de sensor una forma adecuada. Sistema de Presentación Visual: pantalla o display, se observa la salida producida por el acondicionador de señal. 27 Conceptos Básicos Sistema de control en lazo cerrado.- Son en los que se mantiene una constante medición de la señal de salida, la cual es comparada con una señal deseada o de referencia. La diferencia existente entre ambas señales se le conoce como error, el cual es minimizado mediante un controlador. Sistema de Control en Lazo Cerrado: es aquel en donde la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control. Se reajusta la salida hasta obtener el valor deseado. 28 14
  • 15. Elementos de un Sistema en Lazo Cerrado 1. Elemento de Comparación: compara el valor deseado o de referencia de la condición variable que se controla con el valor medido de lo que se produce y genera una señal de error. 2. Elemento de Control: decide que acción llevar a cabo, por ejemplo una señal para accionar un interruptor o abrir una válvula. 3. Elemento de Corrección: produce un cambio en el proceso a fin de corregir o modificar la condición controlada. El termino actuador designa al elemento de una unidad de corrección que proporciona la energía para realizar la acción de control. 4. Elemento de Proceso: el proceso es lo que se está controlando. 5. Elemento de Medición: produce una señal relacionada con el estado de la variable del proceso que se controla. Por ejemplo un termopar que produce una f.e.m. relacionada con la temperatura. 29 Elementos de un Sistema en Lazo Cerrado Ejemplo: Persona que controla la temperatura de una habitación Variable Controlada – temperatura de la habitación Variable de Referencia – temperatura deseada de la habitación Elemento de Comparación – persona que compara los valores Señal de Error – diferencia entre la temperatura medida y deseada Unidad de Control – persona Unidad de Corrección – interruptor del calentador Proceso – calentamiento mediante un calentador Dispositivo de Medición - termómetro 30 15
  • 16. Ejemplo Por ejemplo el cuerpo cuenta con un sistema de control de temperatura. Este sistema recibe una entrada enviada por sensores que le dicen cual es la temperatura y compara estos datos con el valor que debe tener, a continuación produce la respuesta adecuada a fin de lograr la temperatura requerida. 31 Ejemplo Control por retroalimentación para tomar un lápiz: 32 16
  • 17. Conceptos Básicos Sistema de control en lazo abierto.- Son en los que la salida no afecta la acción de control. Por ejemplo, la lavadora es un sistema en lazo abierto ya que opera sobre una base de tiempo, y la salida, es decir la limpieza de la ropa no afecta a esta. Sistema de Control en Lazo Abierto: no se retroalimenta la información al elemento de control para reajustar la salida y mantenerla al valor deseado. 33 Ejemplo Control en Lazo Abierto: 34 17
  • 18. Sistemas en Lazo Abierto y Lazo Cerrado Los sistemas de lazo abierto tiene la ventaja de ser relativamente sencillos, por lo que su costo es bajo y en general su confiabilidad es buena. Sin embargo pueden ser imprecisos ya que no hay correción de errores. Los sistemas de lazo cerrado tienen la ventaja de ser bastante precisos para igualar el valor real y el deseado, pero son más complejos y costosos. 35 Sistemas en Lazo Abierto y Lazo Cerrado LAZO ABIERTO LAZO CERRADO Ventajas: Ventajas: •Fácil de implementar •Si existe un error en la salida •Sencillo el control lo compensa. •Económico • Si hay perturbaciones el Desventajas: control las compensa. •Si existe un error en la salida, el • Puede utilizar componentes control no lo compensa. imprecisos y baratos. • Si hay perturbaciones, el control Desventajas: no las compensa. •A veces complicado para • La efectividad depende de la implementar calibración. • Tiene más componentes que un •Necesita componentes precisos control a lazo abierto. • Utiliza más potencia. • Necesita sensores que pueden no ser económicos. 36 18
  • 19. Conceptos Básicos Variable de referencia.- Es lo que se desea ver reflejado en la salida o en la variable controlada. Variable de error.- Es la desviación de la salida o variable controlada con respecto a la variable de referencia. Variable de control.- Es la cantidad o condición modificada por el controlador. Variable controlada.- Cantidad o condición que se mide y controla. Perturbación.- Es una señal que puede ser interna o externa y tiende a afectar adversamente el valor de la salida de un sistema. Proceso. Es el desarrollo natural de un acontecimiento, caracterizado por una serie de eventos o cambio graduales, progresivamente continuos y que tienden a un resultado final. Planta. Conjunto de piezas de una maquinaria que tienen por objetivo realizar cierta actividad en conjunto. En sistemas de control, por planta se entiende el sistema que se quiere controlar. 37 Ejercicio Sistema de control de la velocidad de un vehiculo 38 19
  • 20. Ejercicio Sistema de control para una mesa giratoria que asegure que la velocidad real de rotación está dentro de un porcentaje especificado de la velocidad deseada Sistema sin realimentación 39 Sistema con realimentación 40 20
  • 21. Conceptos Básicos Sistemas de control Sistemas de control lineal.- Estos sistemas cumplen con el principio de superposición. Este principio establece que la respuesta producida por la aplicación simultánea de “x” funciones de entradas diferentes es la suma de las “x” respuestas individuales. Sistemas de control no lineal.- Son los sistemas en los que no aplica el principio de superposición. Sistemas de control discreto.- Son aquellos en los que se desean implementar en un medio digital, para lo cual se necesita una descripción discreta de la planta. 41 Conceptos Básicos Técnicas de control Control óptimo.- La ley de control se desarrolla en base a la minimización de criterios. Por ejemplo se pueden usar criterios de energía, error, etc. Control adaptivo.- Cuando se desconocen parámetros de la planta, la ley de control se construye en base a esta incertidumbre, cumpliendo con los objetivos del control y además entregando una estimación de los parámetros desconocidos. Control inteligente.- Incluye técnicas como Redes Neuronales, Lógica Difusa, Algoritmos Genéticos, etc, o una combinación de estas. 42 21
  • 22. Controladores Basados en Microprocesadores Los microcontroladores se utilizan en general para operaciones de control. Ofrecen la ventaja de que mediante su uso es factible emplear una gran variedad de programas. Una opción más adaptable es el controlador lógico programable. Se trata de un controlador basado en un µProcesador en el que se utiliza una memoria programable para guardar instrucciones e implantar funciones lógicas y secuenciales. 43 Controladores Basados en Microprocesadores 44 22