SIMULACIÓN DE
SISTEMAS DE CONTROL
¿Qué es un Sistema de Control?
Un Sistema de Control está definido
como un conjunto de componentes
que pueden regular su propia
conducta o la de otro sistema con el
fin de lograr un funcionamiento
predeterminado,
de
modo
que
reduzcan las probabilidades de fallos
y se obtengan los resultados
buscados.
Finalidad de un Sistema de Control
La finalidad de un sistema de control
es
conseguir,
mediante
la
manipulación de las variables de
control, un dominio sobre las
variables de salida, de modo que
estas
alcancen
unos
valores
prefijados (consigna).
Los Sistemas de Control deben
cumplir los siguientes requisitos:
1.
2.
3.
Garantizar la estabilidad y, particularmente,
ser robustos frente a perturbaciones y errores
en los modelos.
Ser tan eficientes como sea posible, según un
criterio preestablecido.
Ser fácilmente implementables y cómodos de
operar en tiempo real con ayuda de
un ordenador.
CLASIFICACIÓN DE LOS
SISTEMAS DE CONTROL
SEGÚN SU
COMPORTAMIENTO
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO
ABIERTO
Es aquel sistema en que solo actúa el
proceso sobre la señal de entrada y da como
resultado una señal de salida independiente
a la señal de entrada, pero basada en la
primera. Esto significa que no hay
retroalimentación hacia el controlador para
que éste pueda ajustar la acción de control.
Es decir, la señal de salida no se convierte en
señal de entrada para el controlador.
Diagrama de bloque para sistema
de control en lazo abierto
CARACTERÍSTICAS
Son sencillos y de fácil concepto.
 Nada asegura su estabilidad ante una
perturbación.
 La salida no se compara con la entrada.
 Son afectados por las perturbaciones.
Éstas
pueden
ser
tangibles
o
intangibles.
 La precisión depende de la previa
calibración del sistema.

Ejemplos de Sistemas de Control
de Lazo Abierto

Lavadora.

La tubería de agua de los hogares.

Horno a gas.

Una cafetera.
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO
CERRADO
Es el sistema en el que la señal de salida se
realimenta a la entrada, para contrarrestar
los cambios en la salida debido a cambios
experimentados por la señal de entrada o por
perturbaciones externas al sistema.
La retroalimentación es una de las
características de estos sistemas, sobre todo
la retroalimentación negativa. Aunque la
retroalimentación positiva se usa en algunos
sistemas.
Es imprescindible en las siguientes
circunstancias:



Cuando un proceso no es posible de regular
por el hombre.
- Una producción a gran escala que exige
grandes instalaciones y el hombre no es
capaz de manejar.
- Vigilar un proceso que es especialmente
duro en algunos casos y requiere una
atención que el hombre puede perder
fácilmente por cansancio o despiste, con los
consiguientes riesgos que ello pueda
ocasionar al trabajador y al proceso.
Diagrama de bloques para Sistema
de Control de Lazo Cerrado
CARACTERÍSTICAS

Son complejos, pero amplios en cantidad de
parámetros.

La salida se compara con la entrada y le
afecta para el control del sistema.

Su propiedad: retroalimentación.

Son más estable a perturbaciones y
variaciones internas.
Ejemplos de Sistemas de Control
de Lazo Cerrado

Ascensor.

Aire Acondicionado.

Piloto Automático de las aeronaves.

Sistema de posicionamiento de un
telescopio.
CLASIFICACIÓN DE LOS
SISTEMAS DE CONTROL EN
FUNCIÓN DEL TIEMPO
DE TIEMPO CONTINUO
Si el modelo del sistema es una
ecuación diferencial, y por
tanto el tiempo se considera
infinitamente divisible. Las
variables de tiempo continuo
se
denominan
también
analógicas.
DE TIEMPO DISCRETO
Si el sistema está definido por
una ecuación de diferencias.
El tiempo se considera dividido
en
períodos
de
valor
constante. Los valores de las
variables
son
digitales
(sistemas binario, hexadecimal,
etc), y su valor solo se conoce
en cada período.
DE EVENTOS DISCRETOS
Si el sistema evoluciona de
acuerdo con variables cuyo
valor se conoce al producirse
un determinado evento.
MODELADO DE UN SISTEMA DE
CONTROL
El modelado de un sistema de
control se lleva a cabo mediante
tres representaciones o modelos:

Ecuaciones diferenciales, integrales, derivadas y
otras relaciones matemáticas.

Diagrama de bloques.

Diagrama de flujo de análisis.
HERRAMIENTAS PARA EL
MODELADO MATEMÁTICO DE
UN SISTEMA DE CONTROL
Trasformada de Laplace
Se aplica para la solución del
modelado
matemático
de
los
Sistemas de Control de Tiempo
Continuo. Esta se define para una
señal X(t) de la siguiente manera:
Trasformada Z
Se aplica para la solución del
modelado
matemático
de
los
Sistemas de Control de Tiempo
Discreto. Esta se define para una
señal X[n] de la siguiente manera:
FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
Una función de transferencia es un modelo
matemático que a través de un cociente
relaciona la respuesta de un sistema
(modelada) a una señal de entrada o excitación
(también modelada). Se determina por la
siguiente expresión:
Algunos software utilizados para la
simulación de Sistemas de Control

MATLAB (SIMULINK)

JAVA

LABVIEW

ECOSIMPRO
MODELADO DE SISTEMA DE
LLENADO DE UN TANQUE
p(t): s eñal q ue regula
el c aud al hac ia el tanq ue.
q i (t): C a uda l de e ntra da
h(t): altura d el tanq ue
q o (t): C a uda l de s a lida
R h : res is tenc ia Hid ráulic a
A:
área d el tanq ue
MODELADO DE SISTEMA DE
LLENADO DE UN TANQUE
Caudal de
entrada
Qi(s) +
Caudal de
salida
Qi(s) – Qo(s)
Qo(s)
H(s)
=
Caudal
Acumulado
Qo(s)
GRACIAS POR SU
ATENCIÓN….
Descargar

SIMULACIÓN DE SISTEMAS DE CONTROL