SIMULACI

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SIMULACIÓN DE SISTEMAS DE CONTROL
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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.

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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).

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Los Sistemas de Control deben cumplir los
siguientes requisitos

• 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.

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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL SEGÚN SU
COMPORTAMIENTO
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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.

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Diagrama de bloque para sistema de control en
lazo abierto
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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.

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Ejemplos de Sistemas de Control de Lazo Abierto

• Lavadora.
• La tubería de agua de los hogares.
• Horno a gas.
• Una cafetera.

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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.

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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.

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Diagrama de bloques para Sistema de Control de
Lazo Cerrado
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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.

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Ejemplos de Sistemas de Control de Lazo Cerrado

• Ascensor.
• Aire Acondicionado.
• Piloto Automático de las aeronaves.
• Sistema de posicionamiento de un telescopio.

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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN
FUNCIÓN DEL TIEMPO
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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.

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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.

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DE EVENTOS DISCRETOS

• Si el sistema evoluciona de acuerdo con
  variables cuyo valor se conoce al producirse un
  determinado evento.

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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.

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HERRAMIENTAS PARA EL MODELADO MATEMÁTICO DE UN
SISTEMA DE CONTROL
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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

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Trasformada Z

• Se aplica para la solución del modelado
  matemático de los Sistemas de Control de Tiempo
  Discreto. Esta se define para una señal Xn de
  la siguiente manera

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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

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Algunos software utilizados para la simulación de
Sistemas de Control

• MATLAB (SIMULINK)
• JAVA
• LABVIEW
• ECOSIMPRO

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MODELADO DE SISTEMA DE LLENADO DE UN TANQUE
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MODELADO DE SISTEMA DE LLENADO DE UN TANQUE
Caudal Acumulado
Caudal de salida

Caudal de entrada
Qi(s) Qo(s)
H(s)
Qi(s)
Qo(s)
Qo(s)
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN.