SESION 1 CONTROL TIEMPO DISCRETO Y SUS CARATECRITSICAS .pptx

DESCRIPCION DE LOS SIETMAS DE CONTROL

1. CONTROL II ING RUBEN DARIO FORERO

2. CRONOGRAMA

3. QUE ES CONTROL El control automático es un sistema que permite que un proceso o máquina mantenga una variable física (como temperatura, velocidad o posición) en un valor deseado, sin necesidad de intervención humana directa. Se logra midiendo la variable, comparándola con un valor de referencia y realizando acciones correctivas para ajustar el sistema y asegurar el cumplimiento del objetivo. Ejemplos comunes incluyen termostatos, sistemas de navegación de aeronaves y reguladores de insulina, aplicándose en diversas áreas como la industria, la medicina y la energía. 

4. COMO FUNCIONA Un sistema de control automático generalmente funciona a través de tres operaciones básicas: 1. Medición: Un sensor (o conjunto de ellos) mide el valor actual de la variable que se quiere controlar. 2. Decisión: El controlador compara la medición actual con un valor de referencia (el valor deseado) y determina si se necesita un ajuste. 3. Acción: Basándose en la decisión, el controlador ejecuta una acción correctiva, enviando señales a un actuador para modificar la variable y llevarla al valor deseado.

5. QUE ES UN SISTEMA DE CONTROL Un sistema dinámico puede definirse conceptualmente como un ente que recibe unas acciones externas o variables de entrada, y cuya respuesta a estas acciones externas son las denominadas variables de salida. Las acciones externas al sistema se dividen en dos grupos, variables de control, que se pueden manipular, y perturbaciones sobre las que no es posible ningún tipo de control.

6. Dentro de los sistemas se encuentra el concepto de sistema de control. Un sistema de control es un tipo de sistema que se caracteriza por la presencia de una serie de elementos que permiten influir en el funcionamiento del sistema. La finalidad de un sistema de control es conseguir, mediante la manipulación de las variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores prefijados (consigna). Un sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su objetivo cumpliendo los siguientes requisitos: 1. Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos. 2. Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido. Normalmente este criterio consiste en que la acción de control sobre las variables de entrada sea realizable, evitando comportamientos bruscos e irreales. 3. Ser fácilmente implementable y cómodo de operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.

7. Los elementos básicos que forman parte de un sistema de control y permiten su manipulación son los siguientes: Sensores. Permiten conocer los valores de las variables medidas del sistema Controlador. Utilizando los valores determinados por los sensores y la consigna impuesta, calcula la acción que debe aplicarse para modificar las variables de control en base a cierta estrategia. - Actuador. Es el mecanismo que ejecuta la acción calculada por el controlador y que modifica las variables de control.

8. BRAZO ROBOTICO

9. Sistemas de control en tiempo discreto ING .RUBEN DARIO FORERO

10. Introducción Los controladores digitales de utilizan para alcanzar el desempeño óptimo. Un desempeño óptimo se refiere a la realización de un proceso con la utilización mínima de energía. Recientemente la aplicación de control por computadora ha hecho posible el movimiento inteligente en los robots. Las ventajas del control digital se basan en la disponibilidad de computadoras digitales de bajo costo y trabajar con señales digitales en lugar de señales en tiempo continuo.

11. Tipos de Señales Una señal en tiempo continuo es aquella que se define sobre un intervalo continuo de tiempo. La amplitud puede tener un intervalo continuo de valores o solamente un número finito de valores distintos. La cuantificación es el proceso de representar una variable por medio de un conjunto de valores distintos, los valores distintos se denominan valores cuantificados Una señal analógica es una señal definida en un intervalo continuo de tiempo cuya amplitud puede adoptar un intervalo continuo de valores.

12. Tipos de señales

13. Tipos de señales Una señal analógica también puede ser conocida como de tiempo continuo aunque estrictamente hablando no son del todo sinónimos Una señal de tiempo discreto es una señal definida sólo en valores discretos de tiempo (solo en los que la variable t esta cuantificada). Una señal de datos muestreados es una señal en tiempo discreto en la que la amplitud puede adoptar valores en un intervalo continuo. Ésta es una señal de pulsos modulada en amplitud (figura 1-1c). Una señal digital es una señal en tiempo discreto con amplitud cuantificada. Dicha señal se puede representar mediante una secuencia de números, por ejemplo, en la forma de números binarios.

14. El uso de un controlador digital requiere de la cuantificación de las señales tanto en amplitud como en tiempo. El termino tiempo discreto se emplea en el estudio teórico y el digital se utiliza en hardware o software. Para poder aplicar un control es necesaria la conversión de señal analogía a digital.

15. Sistemas de control Los sistemas de control en tiempo discreto son en su mayoría lineales e invariables en el tiempo Un sistema lineal es aquel que satisface el principio de superposición Un sistema lineal se puede describir mediante ecuaciones diferenciales. Un sistema lineal e invariable en el tiempo es aquel en el que los coeficientes en la ecuación diferencial o en diferencias no varían con el tiempo.

16. Sistemas de control en tiempo continuo y discreto Los sistemas de control en tiempo discreto difieren de los sistemas de control en tiempo continuo en que las señales para los primeros están en la forma de datos muestreados o en la forma digital Los sistemas de tiempo continuo cuyas señales son continuas en el tiempo, se pueden describir mediante ecuaciones diferenciales.

17. Muestreo El muestreo remplaza la señal en tiempo continuo por una secuencia de valores en puntos discretos de tiempo. El proceso de muestreo es seguido por un proceso de cuantificación en este proceso la amplitud analógica muestreada se remplaza por una amplitud digital, la señal se procesa por medio de la computadora.

18. Definición de términos El amplificador muestreador y retentor, es un circuito que opera como un amplificador cuando está en modo de muestreo, pero en modo de retención su salida es idealmente constante, independiente de la entrada, siendo este valor constante, él que existía en la entrada en el momento de pasar del modo de muestreo al modo de retención. El cambio de modo  se controla a través de una señal digital, la cual actúa sobre un interruptor. En la figura se muestra un circuito amplificador muestreador y retentor de ganancia unitaria.

19. Definiciones Convertidor analógico-digital: Un codificador analógico digital también conocido como codificador es un dispositivo que convierte una señal digital, dicho convertidor se necesita como interfaz entre componente analógico y digital. Convertidor digital-analógico: también se denomina decodificador, es un dispositivo que convierte una señal digital en una analógica. Planta o proceso: una planta es cualquier objeto físico a ser controlado en general un proceso se define como una operación progresiva o un desarrollo marcado. Transductor: Un transductor es un dispositivo que convierte una señal de entrada en una señal de salid de naturaleza diferente a la de entrada, tal como los dispositivos que convierten una señal de presión en salida de voltaje.

20. Tipos de muestreo

21. Cuantificación y errores de cuantificación Es la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.

22. Sistemas de control en tiempo discreto Aldo Ernesto Macías Elizondo

23. Introducción Los controladores digitales de utilizan para alcanzar el desempeño óptimo. Un desempeño óptimo se refiere a la realización de un proceso con la utilización mínima de energía. Recientemente la aplicación de control por computadora ha hecho posible el movimiento inteligente en los robots. Las ventajas del control digital se basan en la disponibilidad de computadoras digitales de bajo costo y trabajar con señales digitales en lugar de señales en tiempo continuo.

24. Tipos de Señales Una señal en tiempo continuo es aquella que se define sobre un intervalo continuo de tiempo. La amplitud puede tener un intervalo continuo de valores o solamente un número finito de valores distintos. La cuantificación es el proceso de representar una variable por medio de un conjunto de valores distintos, los valores distintos se denominan valores cuantificados Una señal analógica es una señal definida en un intervalo continuo de tiempo cuya amplitud puede adoptar un intervalo continuo de valores.

25. Tipos de señales

26. Tipos de señales Una señal analógica también puede ser conocida como de tiempo continuo aunque estrictamente hablando no son del todo sinónimos Una señal de tiempo discreto es una señal definida sólo en valores discretos de tiempo (solo en los que la variable t esta cuantificada). Una señal de datos muestreados es una señal en tiempo discreto en la que la amplitud puede adoptar valores en un intervalo continuo. Ésta es una señal de pulsos modulada en amplitud (figura 1-1c). Una señal digital es una señal en tiempo discreto con amplitud cuantificada. Dicha señal se puede representar mediante una secuencia de números, por ejemplo, en la forma de números binarios.

27. El uso de un controlador digital requiere de la cuantificación de las señales tanto en amplitud como en tiempo. El termino tiempo discreto se emplea en el estudio teórico y el digital se utiliza en hardware o software. Para poder aplicar un control es necesaria la conversión de señal analogía a digital.

28. Sistemas de control Los sistemas de control en tiempo discreto son en su mayoría lineales e invariables en el tiempo Un sistema lineal es aquel que satisface el principio de superposición Un sistema lineal se puede describir mediante ecuaciones diferenciales. Un sistema lineal e invariable en el tiempo es aquel en el que los coeficientes en la ecuación diferencial o en diferencias no varían con el tiempo.

29. Sistemas de control en tiempo continuo y discreto Los sistemas de control en tiempo discreto difieren de los sistemas de control en tiempo continuo en que las señales para los primeros están en la forma de datos muestreados o en la forma digital Los sistemas de tiempo continuo cuyas señales son continuas en el tiempo, se pueden describir mediante ecuaciones diferenciales.

30. Muestreo El muestreo remplaza la señal en tiempo continuo por una secuencia de valores en puntos discretos de tiempo. El proceso de muestreo es seguido por un proceso de cuantificación en este proceso la amplitud analógica muestreada se remplaza por una amplitud digital, la señal se procesa por medio de la computadora.

31. Definición de términos El amplificador muestreador y retentor, es un circuito que opera como un amplificador cuando está en modo de muestreo, pero en modo de retención su salida es idealmente constante, independiente de la entrada, siendo este valor constante, él que existía en la entrada en el momento de pasar del modo de muestreo al modo de retención. El cambio de modo  se controla a través de una señal digital, la cual actúa sobre un interruptor. En la figura se muestra un circuito amplificador muestreador y retentor de ganancia unitaria.

32. Definiciones Convertidor analógico-digital: Un codificador analógico digital también conocido como codificador es un dispositivo que convierte una señal digital, dicho convertidor se necesita como interfaz entre componente analógico y digital. Convertidor digital-analógico: también se denomina decodificador, es un dispositivo que convierte una señal digital en una analógica. Planta o proceso: una planta es cualquier objeto físico a ser controlado en general un proceso se define como una operación progresiva o un desarrollo marcado. Transductor: Un transductor es un dispositivo que convierte una señal de entrada en una señal de salid de naturaleza diferente a la de entrada, tal como los dispositivos que convierten una señal de presión en salida de voltaje.

33. Tipos de muestreo

34. Cuantificación y errores de cuantificación Es la señal en tiempo discreto y amplitud continua introducida por el proceso de cuantificación (uno de los procesos que intervienen en la conversión analógica-digital, que sigue al de muestreo y precede al de codificación) y que resulta de igualar los niveles de las muestras de amplitud continua a los niveles de cuantificación más próximos. Una vez cuantificadas las muestras podrán ser codificadas ya que siempre se podrá establecer una correspondencia biunívoca entre cada nivel de cuantificación y un número entero. Para el caso del cuantificador ideal se trata del único error que introduce el proceso.