Practica Control 03

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de ingeniería Asignatura

Laboratorio de Sistemas de Control Profesor 

Ing. Adriana Eugenia Chavira Díaz

Práctica 3 Control de lazo cerrado

Alumno:

Parra Arroyo Fernando Marcos Grupo teoría: 03

Semestre 2016-2

Grupo laboratorio: 08

Ciudad universitaria a 9 de marzo de 2016

Introducción Un sistema que mantiene una relación determinada entre la salida y la entrada de referencia, comparándolas y usando la diferencia como medio de control, se denomina sistema de control realimentado. Un ejemplo sería el sistema de control de temperatura de una habitación. Midiendo la temperatura real y comparándola con la temperatura de referencia (temperatura deseada), el termostato activa o desactiva el equipo de calefacción o de enfriamiento para asegurar que la temperatura de la habitación se mantiene en un nivel confortable independientemente de las condiciones externas. Los sistemas de control realimentados no se limitan a la ingeniería, sino que también se encuentran en diversos campos ajenos a ella. Por ejemplo, el cuerpo humano es un sistema de control realimentado muy avanzado. Tanto la temperatura corporal como la presión sanguínea se conservan constantes mediante una realimentación fisiológica. De hecho, la realimentación realiza una función vital: hace que el cuerpo humano sea relativamente insensible a las perturbaciones externas, permitiendo que funcione de forma adecuada en un entorno cambiante. Los sistemas de control realimentados se denominan también sistemas de control en lazo cerrado. En la práctica, los términos control realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente. En un sistema de control en lazo cerrado, se alimenta al controlador la señal de error de actuación, que es la diferencia entre la señal de entrada y la señal de realimentación (que puede ser la propia señal de salida o una función de la señal de salida y sus derivadas y/o integrales), con el fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor deseado. El término control en lazo cerrado siempre implica el uso de una acción de control realimentado para reducir el error del sistema. Ventajas: •

•

•

Si existe un error en la salida el control lo compensa. Si hay perturbaciones el control las compensa. Puede utilizar componentes imprecisos y baratos.

Desventajas: •

•

•

•

A veces complicado para implementar Tiene más componentes que un control a lazo abierto. Utiliza más potencia. Necesita sensores que pueden no ser económicos.

Función de transferencia en lazo cerrado: la salida C(s) y la entrada R(s) se relacionan del modo siguiente:

Por tanto, la salida del sistema en lazo c errado depende claramente tanto de la función de transferencia en lazo cerrado como de la naturaleza de la entrada.

Objetivos I. Objetivos generales: El alumno analizará los beneficios y perjuicios debido a la realimentación que existen y el comportamiento de un sistema de lazo cerrado implementado con amplificadores operacionales. II. Objetivos específicos: a) El alumno analizará el comportamiento de un sistema de lazo cerrado implementado con amplificadores operacionales. b) El alumno obtendrá su función de transferencia empleando diagramas a bloques o reogramas.

Material y equipo 2 Amplificador operacional LM 741 3 Resistencia de 100 K Ω a ¼ W 3 Resistencia de 10 K Ω a ¼ W Hoja de Datos del LM741 Módulo y Tarjeta Prototipo NI ELVIS y software instalado NI ELVIS 2.0

Desarrollo Actividad 1

Actividad 2 Cambiar la resistencia R5 a un valor de 100 K y repetir los puntos 12 al 15 anteriores utilizando la misma señal de entrada.

Actividad 3 Con el circuito inicial de la Actividad 1, variar la frecuencia del generador en forma asc endente y observar el comportamiento de la señal de salida, anotar e l valor de la frecuencia en el cual la señal inicialmente cuadrada se vuelve senoidal.

Conclusiones Al variar los parámetros del circuito podemos como son la resistencia 5 y el valor de frecuencia de la señal de entrada. En la actividad 1 pudimos apreciar que la ganancia es muy grande, el valor vpp de entrada es de 266.84 mV y el de salida es de 17.341 V por lo que la ganancia es:   =



17.341 =

266.84

= 64.98

En la actividad 2 al cambiar el valor de la resistencia 5 el valor de la ganancia es el siguiente.   =



2.676  =

262.53 

= 10.19

En el experimento 3 al aumentar la frecuencia a 7.8 kHz la señal de salida se asemeja a la señal de entrada y el valor de la ganancia también cambia.

  =



7.813  =

230.84 

= 33.84

Referencias 



Fridman L., (2006), Consideraciones para el diseño de sistemas de control. Recuperado de: http://verona.fi-p.unam.mx/~lfridman/control.php el 7 de marzo del 2016. Ogata, K., (2005), Ingeniería de control moderna, Madrid, Recuperado de: https://hellsingge.files.wordpress.com/2014/10/ingenieria-de-control-moderna-ogata5ed.pdf el 7 de marzo del 2016.