Dinamica de Sistemas UN1 INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

En el diseño de sistemas mecatrónicos con frecuencia es necesario controlar con precisión una salida con respuesta rápida (por ejemplo, la posición o velocidad de eje de un motor). Para un preciso control es necesario usar retroalimentación (sistema cerrado) de los sensores (por ejemplo un codificador o un tacómetro), en caso de no ser necesaria la exactitud y solo una respuesta directa se opta por el uso de un sistema no automático (sistema abierto). La teoría y la practica del diseño de sistemas de control son muy amplias y misteriosamente matemáticas, con el que muchos estarán vagamente familiarizados como es el diagrama por bloques (parecido a un diagrama de flujo) que ayudara a visualizar el sistema de control con facilidad en cada uno de sus procesos. Cada sistema susceptible a ser automático cuenta con un sumador algebraico, para estos casos usaremos los amplificadores operacionales el cual comparara la señal de entrada con la salida del sistema para que en caso de error de señal distinta de 0 el OPAM dosifique la energía otorgada por medio del elemento final de control.

INDICE

INTRODUCCIÓN        

1.- Indique tres ejemplos de sistema de control de lazo abierto y lleve a cabo la representación en sus respectivos diagramas esquemáticos.        

2.- Indique tres ejemplos de sistema de control de lazo cerrado y lleve a cabo la representación en sus respectivos diagramas esquemáticos y bloques.        

3.- Para los siguientes sistemas de control, identifique la entrada, la salida, el proceso a controlar y especifique si es lazo cerrado o lazo abierto:        

4.- Con respecto a los sistemas Lazo abierto, ¿Cuál es la finalidad de colocarles sensores?        

5.- El sistema mostrado en la siguiente figura tiene como finalidad controlar la temperatura de un horno. Describa su funcionamiento e indique si corresponde a un lazo abierto o a un lazo cerrado. El principio físico del funcionamiento del sistema es que el mercurio (contenido en el tubo capilar) es conductor de la electricidad.        

6.- Investigue en que consiste el control ON-OFF y cite un ejemplo de este tipo de control.        

7.- En cuanto a las características de los sistemas de lazo cerrado, explique:        

8.- Con respecto a la siguiente figura, ponga en marcha un sistema de lazo cerrado para que las persianas se abran cuando salga el Sol. Dibuje el diagrama de bloques respectivo.        

9.- El solenoide está compuesto por varios subsistemas, con la función de convertir voltaje a desplazamiento de traslación.        

10.- El control de temperatura de lazo cerrado de un intercambiador de calor se muestra en la siguiente figura. Obtenga el diagrama de bloques correspondiente.        

11.- Represente en bloques la ecuación diferencial:        

CONCLUCIÓN        

BIBLIOGRAFIAS        

1.- Indique tres ejemplos de sistema de control de lazo abierto y lleve a cabo la representación en sus respectivos diagramas esquemáticos.

A) Lavadora convencional.

[pic 1]

El usuario dará el tiempo que quiera para el proceso de lavado, el cual al ser accionado cerrara el circuito para iniciar con el proceso de lavado independientemente si hay o no ropa u otra situación hasta que el tiempo termine y abra el circuito.

B) Estufa convencional.

[pic 2]

Existiendo una entra de gas por algún tanque estacionario o no el usuario podrá ajustar la salida de este mediante una perilla la cual podrá dejar pasar todo nada o una porción de gas a una presión x, al tener una salida de gas continua el usuario podrá accionar la chispa ya sea por un interruptor electrónico o calor provocando así una flama hasta que el usuario cierre la válvula o se agote el gas de entrada.

C) Encendido de un foco.

[pic 3]

El usuario solo se encargara de cerrar o abrir el circuito para el paso de la corriente eléctrica para poder encender el foco, este se mantendrá apagado o prendido dependiendo del usuario, en este caso el circuito se puede abrir si el foco pierde su filamento, si no existe electricidad en el circuito o el usuario lo haga manualmente desde el switch.

2.- Indique tres ejemplos de sistema de control de lazo cerrado y lleve a cabo la representación en sus respectivos diagramas esquemáticos y bloques.

A) Horno

[pic 4]

[pic 5]

Al empezar a pasar corriente por la resistencia esta empieza a calentarse provocando un incremento de temperatura, con el tornillo ajustable se nivela la temperatura deseada ya que el mercurio se dilata con el calor se puede comportar como un comparador o interruptor, el cual al subir la temperatura pasa a incrementar el nivel del tubo capilar haciendo que la resistencia deje de hacer contacto y se abra el circuito.

B) Control de motor CD. (Maquinas Eléctricas)

[pic 6]

Por método matemático se muestra el controlador por armadura de un motor CD. Pasa un voltaje por la resistencia e inductor con sus variaciones matemáticas mostradas donde el comparador Ke registrara la carga de salida hacia el motor regulando la resistencia que son parámetros que el fabricante da con el motor por su diseño .

C) Control de temperatura para una pecera.

[pic 7]

El control de temperatura se da por el calor ejercido en la resistencia pudiendo regular la salida por un tornillo el cual le dará un parámetro al termostato que esta censando a la temperatura ajustada en el tornillo para interrumpir el paso de corriente por la resistencia o al contrario dejando pasar hasta alcanzar la temperatura indicada.

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