Semana 1 PFR - Control Electronico - Introducción a Los Sistemas de Control

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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!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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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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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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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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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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• Control Predicti/o5

• Control Adapti/o5

• Control -istri#uido5

• Control -i'uso $Fu""1 Control&

• Control ptimo5


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• 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$

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