semana 1 pfr - control electronico - introducción a los sistemas de control
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8/17/2019 Semana 1 PFR - Control Electronico - Introducción a Los Sistemas de Control
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Introducción a los
Sistemas de Control
Semana 1- PFR
2015-I
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Objetivos
• Enocar el curso
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Ca!acidades a obtener
• "istin#uir los dierentes ti!os decontrol$
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%emas a tratar
• "e&nición de un Sistema de Control
• Com!onentes ' "e&niciones
• (reve )istoria• %i!os de Sistemas * Clasi&cación
• Ejem!los +!licativos
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,Cul es la necesidad decontrolar .
Sin control
• Inestable
• Inse#uro
• Ine&ciente• Im!recisas
Con control
• Estable
• Se#uro
•E&ciente
• Económico
• Calidad
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,/u es un sistema decontrol.
Es un conjunto de )ardare sotare3ue !ermiten interactuar con un
!roceso !ara el lo#ro de un objetivo a!esar de las !erturbaciones e4ternas$
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, "ónde se a!lica elcontrol .
• (ioló#icos
• Económicos
• Eléctricos
• Mecánicos
•
Químicos• Sociales
• Educativos
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, "ónde se a!licaremosel control .
Industria etalmecnica
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, "ónde se a!licaremosel control .
Procesos ineros
• Fajas trans!ortadoras
• 6entilación minera• Pirometalur#ia
• 7idrometalur#ia
• %ratamientos trmicos
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,/u es un sistema deControl.
Es la intercone4ión de com!onentes3ue8 en su conjunto8 !resenta un
com!ortamiento deseado$
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Sistema de Control
Set Point3600 rpm
Variador de
Frecuencia
Motor ACRespuesta
Respuestadeseada
en la salida
Actuador
Proceso Salida
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Com!onentes de unSistema de Control
Planta E3ui!o o conjunto de !ie9asuncionando juntas8 cuo :nico
objetivo es reali9ar una o!eracióndeterminada ;tractor8 motor decombustión
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%i!os de Sistemas deControl
!a"o a#ierto >a se?al de salida noes com!arada con la se?al de entrada$
Entrada Actuad
or
Proceso Salida
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%i!os de Sistemas deControl
!a"o cerrado $Feed#ac%& >a se?alde salida es com!arada con la se?al
de reerencia ;set !oint
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@omenclatura
Varia#le Manipulada Es la variable3ue se modi&ca con el &n de aectar la
variable controlada$
Varia#le Controlada Es la cantidad
o condición 3ue se mide controla$
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@omenclatura
Varia#le de Estado 6ariablesinternas del !roceso 3ue !ermiten
caracteri9ar totalmente la condición en3ue se encuentra un !roceso$
Parámetros 6alores 3ue relacionanlas variables de estado$
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@omenclatura
Varia#le medidas Res!uesta de lossensores8 re!resentan el estado del
!roceso$
Re'erencia $Set Point& 6alores
deseado !ara la variable controlada$
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@omenclatura
Error de control "ierencia entre elvalor de reerencia la variable
medida$
Pertur#aci(n Es al#:n suceso 3ue
aecta adversamente el desarrollo deal#:n !roceso o de la variablecontrolada$
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@omenclatura
PLANTA(PROCESO)
• Variables deEstado
• Parámetros
VariableManiulada
Variable Controlada(Resuesta del Sistema)
(Variable Medible)
CONTROLA!OR
SENSOR
Re"erenciaSet oint #
Variable Medida(Variable de Realimentaci$n)
Error deControl
Perturbaciones
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Sistemas IO
Respuesta
deseada en las
salidas
Controlador Proceso Variables
de Salida
Sensores
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(reve 7istoria
300 aC Grecia: Regulador de nivel con flotador de un reloj de agua250 aC Philon: Control de nivel en lámpara a petróleo
app 100 erón de !lejandr"a: Pneumatica
app 1#00 $re%%el& olanda: Regulador de temperatura1#'1 Papin: Regulador de pre(ión para caldera a vapor1)#5 Pol*unov: Regulador de nivel de agua1)#+ ,att(: Regulador indu(trial de velocidad para má-uina a vapor1'00 ,hitne.: /nicio de la producción en ma(a fu(ile(
1'#' a4ell: odelo matemático de regulador de má-uina a vapor1+13 ord: Producción mecani*ada de automóvile(1+2) 6ode: !náli(i( de amplificadore( operacionale(1+32 7.-ui(t: 8(ta%ilidad de (i(tema( realimentado(
1+90( /mpul(o de la ;egunda Guerra . (i(temati*ación de m7ichol(: ;inton"a de controladore( P/$
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(reve 7istoria
1+50( 8nfa(i( en m
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Ecuaciones "ierenciales
+Qué es una ecuaci(n di'erencial,Es una ecuación en la 3ue intervienen
derivadas de una o ms uncionesdesconocidas$ "e acuerdo al numerode variables inde!endientes se dividen
en* % Ecuaciones dierenciales ordinarias$
% Ecuaciones dierenciales !arciales$
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Ecuaciones "ierenciales
Ecuaci(n di'erencial *rdinaria$E-*&
Es una ecuación 3ue de!ende de unasola variable inde!endiente de una omas de sus derivadas res!ecto a esta
variable$ Ordinat dierencial e3uation;O"E
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Ecuaciones "ierenciales
Ecuaci(n di'erencial Parcial $E-P&Es una ecuación 3ue de!ende de dos o
ms variables inde!endientes de unao mas de sus derivadas res!ecto aestas variables$ Partial dierencial
e3uation ;P"E
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Ecuaciones "ierenciales
Ecuaci(n -i'erencial !inealEs una ecuación donde la unción
desconocida ;variable de!endiente< sus derivadas a!arecen linealmente$
P 1 Q son 'uncionescontinuas en .
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Ecuaciones "ierenciales
Ecuaci(n -i'erencial 2o !inealEs una ecuación donde a!arecen
!roductos !otencias de la uncióndesconocida ;variable de!endiente< sus derivadas$
P 1 Q son 'uncionescontinuas en .n es un numero real
cualuiera
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Clasi&cación
• Control !ineal Sistemas descritos!or ecuaciones dierenciales lineales$
• Control 2o !ineal Sistemasdescritos !or ecuaciones
dierenciales no lineales$
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Clasi&cación
• Control )n/ariantes en eltiempo Sus !armetros o
coe&cientes no var=an en el tiem!o$
• Control Variante en el tiempo
Sus !armetros o coe&cientes var=anen el tiem!o$
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Clasi&cación
• Control Continuo %odas lasvariables son unción de un tiem!o
continuo$
• Control -iscreto na o ms
variables son unción de un tiem!odiscreto$
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Clasi&cación
• Control con una entrada 1 unasalida Siso ;sin#le in!ut ' sin#le
out!ut
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Clasi&cación
• Control con parámetrosconcentrados Sistemas descritos
!or ecuaciones dierencialesordinarias$
•
Control con parámetrosdistri#uidos Sistemas descritos !orecuaciones dierenciales !arciales$
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Clasi&cación
• Control -eterminístico Sistemasen 3ue la res!uesta a la entrada es
!redecible re!etible$
• Control Estocástico Sistemas en
3ue la res!uesta a la entrada no es!redecible ni re!etible$
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%i!os de Sistemas deControl
• Control Predicti/o5
• Control Adapti/o5
• Control -istri#uido5
• Control -i'uso $Fu""1 Control&
• Control ptimo5
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%i!os de Sistemas deControl
• Control Multi/aria#le5
• Control 2euronal5
• Control !(7ico Pro7rama#le5
• Control Ro#usto5
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>a ló#ica 7eur=stica
• Si no consi#ues entender un !roblema8dibuja un es3uema$
•
Si no encuentras la solución8 )a9 como sia la tuvieras mira 3ue !uedes deducirde ella$
• Si el !roblema es abstracto8 !rueba
e4aminar un ejem!lo concreto$• Intenta !rimero abordar un !roblema
#eneral$