El análisis de las propiedades de sistemas de control automático

Hablando de los procesos en forma general, los sistemas de tiempo continuo tienen ciertas características que para la ingeniería en control son importantes.

En la actualidad en las modernas fábricas e instalaciones industriales, se hace cada día más necesario de disponer de sistemas de control o de mando, que permitan mejorar y optimizar una gran cantidad de procesos, en donde la sola presencia del hombre es insuficiente para gobernarlos. La industria espacial y de la aviación, petroquímica, papelera, textil, del cemento, etc. Serian algunos ejemplos de lugares en donde se necesitan sistemas de control, cuya complejidad ha traído como consecuencia el desarrollo de técnicas dirigidas a su proyecto y construcción.

Como los avances en la teoría y práctica del control automático brindan los medios para lograr el funcionamiento óptimo de sistemas dinámicos, mejorar la calidad y abaratar los costos de producción, liberar de la complejidad de muchas rutinas de tareas manuales respectivas, etc; la mayoría de los ingenieros tienen contacto con los sistemas de control, aún cuando algunas veces no los usen sin profundizar en su teoría.

En este trabajo se hará un análisis de las propiedades del sistema, así como conocer la importancia de cada punto de las propiedades del sistema, tales como sistemas de lazo abierto, y posteriormente como de lazo cerrado.

Un sistema se puede ver como cualquier proceso que produce una transformación de señales. Entonces un sistema tiene una señal de entrada una señal de salida la cual está relacionada con la entrada a través de la transformación del sistema.

Un sistema de tiempo continuo se considera si el modelo del sistema es una ecuación diferencial, y por tanto el tiempo se considera infinitamente divisible. Las variables de tiempo continuo se denominan también analógicas.

Estudiando las características del sistema se efectuara un análisis de las propiedades de este. Estas características son las siguientes:

 Estabilidad  Robustez

 Exactitud  Tiempo de estabilización

 velocidad  Cifra tipo

 Amortiguación de disturbios  Constantes de error

 Estabilidad. Característica importante de los sistemas de control, debido a que en un sistema de control estable, la señal de salida debe tener una posición igual o por lo menos paralela a la señal de entrada.

Existen tres métodos para el cálculo de la estabilidad estos son:

 Polos de la función de transferencia: un sistema es estable si todos sus polos se encuentran en el semiplano izquierdo del plano. Donde la parte real deberá ser estrictamente negativa. La posición de los polos es de gran importancia para el dimensionamiento de reguladores.

 Método de Routh-Hurwitz: se basa en la ecuación característica del sistema, funciona para cualquier grado. Una desventaja de este método es que no da información de que tan estable es el sistema, o donde están situados sus polos.

 Criterio simplificado de estabilidad de Nyquist: un sistema lineal retroalimentado es estable si la magnitud de la señal en el circuito |GH| es menor que la magnitud de cierta frecuencia

...