Sistemas Controlados

SISTEMAS CONTROLADOS

I OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Implementar un conversor de frecuencia a voltaje (FVC) para un determinado rango de la frecuencia en la zona creciente del diagrama de bode del filtro pasabanda.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Diseñar un circuito RLC para el análisis respectivo sobre una resistencia de carga.

Amplificar la caída de tensión sobre la resistencia de diseño para que la relación de frecuencia a voltaje tenga el menor error posible.

Implementar un rectificador al diseño ya mencionado para obtener una salida de tensión constante.

II ANÁLISIS

En los 3 sistemas, utilizando Matlab. estudiar su repuesta temporal cuando la entrada,e_(i_((t)) ) es una señal paso.

Circuito N°1

Sistema controlado Diagrama de bloques Función de transferencia

1

E_o/E_i =1/(LCs^2+RCs+1)

>> L=68e-6;

>> R=1e3;

>> C=1e-9;

>> Rp=10e3;

>> num=[0 1];

>> den=[L*C R*C 1];

>> H=tf(num,den)

>> step(tf(num,den))

>> sisotool

Transfer function:

1

---------------------------

6.8e-014 s^2 + 1e-006 s + 1

Circuito N°2

2

E_o/E_i =RCs/(LCs^2+RCs+1)

>> L=68e-6;

>> R=1e3;

>> C=1e-9;

>> Rp=10e3;

>> num=[R*C 0];

>> den=[L*C R*C 1];

>> H=tf(num,den)

>> step(tf(num,den))

>> sisotool

Transfer function:

1e-006 s

---------------------------

6.8e-014 s^2 + 1e-006 s + 1

Circuito N°3

3

E_o/E_i =(LCs^2)/(LCs^2+RCs+1)

>> L=68e-6;

>> R=1e3;

>> C=1e-9;

>> Rp=10e3;

>> num=[L*C 0 0];

>> den=[L*C R*C 1];

>> H=tf(num,den)

>> step(tf(num,den))

>> sisotool

Transfer function:

6.8e-014 s^2

---------------------------

6.8e-014 s^2 + 1e-006 s + 1

En los 3 sistemas de la figura 1, utilizando Matlab estudiar su respuesta en frecuencia.

Circuito N°1

Circuito N°2

Circuito N°3

De acuerdo a usted, cuál de los 3 sistemas de la figura 1 será el más adecuado para diseñar un conversor de frecuencia a voltaje. Justifique su respuesta.

De los gráficos antes mostrados (polos y ceros) se concluye lo siguiente:

El circuito 3 tiene 2 ceros en el origen, y dos polos conjugados con parte real negativa.

Los ceros en el origen generan a nuestro análisis cierta sospecha de posible retardo e inestabilidad en el sistema.

En la configuración del circuito 1: los polos no son complejos como los de los circuitos 2,3 y además están en el semiplano izquierdo del plano s.

Por tanto la estabilidad del sistema nos garantiza que el circuito 1 en cierto rango responderá de manera lineal.

Entonces de esta manera se eligió el circuito numero uno.

Proponga un circuito un diseño de un conversor de frecuencia a voltaje e impleméntelo en laboratorio.

Conversor de frecuencia voltaje:

III APLICACIÓN

El circuito diseñado tiene las siguientes aplicaciones:

Medidores de posición velocidad y aceleración.

Tacómetros de vehículos.

Sensores de grado de giro del volante del automóvil.

En frenos ABS y sistemas de suspensión electrónica.

Para procesamiento de señales sonoras.

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