Unidad académica: Ingenierías Facultad: Ingeniería Electrónica Profesor: Marisol Osorio E – mail: marisol.osorio@upb.edu.co PROGRAMA Preliminares: Concepto de sistema automático de Control. Definiciones y convenciones. 2. Modelación de sistemas 3. Respuesta de sistemas en el tiempo y en la frecuencia. 4. Criterios de estabilidad. 5. Técnica del lugar de las raíces 6. Acciones de control clásico 7. Espacio de estado

DEFINICIONES Sistema: Conjunto de elementos físicos, relacionados de una manera definida, que afectan de una forma determinada una o varias señales de entrada para convertirlas en otras, llevando a cabo un procesamiento de las mismas. Planta: Sistema físico que debe ser controlado para que lleve a cabo de manera satisfactoria, una función u operación determinada.

DEFINICIONES Proceso: Operación a controlar, que se lleva a cabo en la Planta. Control: Sistema que se conecta a la planta, buscando que la salida de la misma sea igual a la Referencia. Se le llama así también a la señal que sale del sistema. Referencia: Señal de entrada al sistema controlado, que define el valor deseado de salida de la Planta.

DEFINICIONES Variable Controlada: Señal que se desea mantener dentro de las especificaciones dadas a la Planta por la Referencia. Variable Manipulada: Señal que se relaciona a través de la dinámica del sistema con la Variable Controlada y que puede ser directamente modificada por el Control. Elemento Final de Control: Es conocido como el ‘actuador’ y es un elemento controlable que se acciona para regular la salida del sistema.

DEFINICIONES Perturbación Señal de entrada indeseable que tiende a afectar negativamente la salida de un sistema. Se consideran perturbaciones tanto externas como internas al sistema. Realimentación Medición (directa o indirecta) de la Variable Controlada, con el fin de compararla con la Referencia, de tal manera que el Control actúe consecuentemente con ella.

PANORAMA DEL CONTROL Control Moderno: Control Clásico: Discretización de sistemas (PC, Micro, PLC) Considera no linealidades Sistemas Adaptativos Modelos matemáticos y heurísticos MIMO Modelos de Estados Control Clásico: Sistemas continuos Lineales Invariantes en el tiempo SISO Modelos Matemáticos Modelos Black Box

PANORAMA DEL CONTROL Control Clásico: Control Moderno: Medios de regulación continua: Mecánicos, Hidráulicos, Neumáticos, Eléctricos y Electrónicos Proporcional Integral Derivativo Controles de Fase Control Moderno: Medios de regulación discretos en el lazo: Control Digital Uso de métodos de inteligencia artificial además de los tradicionales, reemplazándolos o mejorándolos.

UN POCO MÁS SOBRE EL CONTROL MODERNO Denominador común: El uso de medios digitales para implementar el control Control no lineal Aplicado a sistemas que no pueden ser considerados lineales Control multivariable Aplicado a sistemas que tienen múltiples entradas y salidas Control Inteligente Utiliza estrategias de inteligencia artificial para implementar controladores Control Robusto Incorpora al modelamiento y el diseño de las incertidumbres inherentes a los parámetros del sistema Control Adaptativo

TIPOS DE CONTROL AUTOMÁTICO Lazo Abierto (OL) Lazo Cerrado (CL) G(s) H(s) K G(s) H(s) ∑

COMBINACIÓN OL-CL

REALIMENTACIÓN Permite que la variable controlada sea comparada con la referencia del sistema. Esta comparación afecta la acción de control. K G(s) H(s) ∑ Afecta la ganancia del sistema original

REALIMENTACIÓN Y SU EFECTO SOBRE LA SENSIBILIDAD Para un sistema realimentado (K=1):

REALIMENTACIÓN Y SU EFECTO SOBRE LAS PERTURBACIONES G1(s) G2(s) ∑ N(s) R(s) Y(s) H(s) -

APLICACIONES DE LA REALIMENTACIÓN Control Estabilización de sistemas Diseño de sistemas inversos Amplificación de ganancia constante en la frecuencia