1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Escuela de Ingeniería Eléctrica
Extensión Maturín
Sistemas de Control
Bachiller:
Ariday Diaz
C.I 24.939.385
2. Introduccion.
Un controlador de dispositivo, llamado normalmente controlador (eninglés, d
evice driver) es un programa informático que permite al sistema operativo
interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y
proporcionando una interfaz para usarlo. Se puede esquematizar como un manual
de instrucciones que le indica cómo debe controlar y comunicarse con un
dispositivo en particular.
Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.
Existen tantos tipos de controladores como tipos de periféricos, y es común
encontrar más de un controlador posible para el mismo dispositivo, cada uno
ofreciendo un nivel distinto de funcionalidades. Por eso al momento de instalar un
controlador que no es que viene incluido debemos de tomar en cuenta todas las
especificaciones técnicas, tanto de hardware como de software, para instalar el
controlador correcto.
3. Esquema de un sistema de control:
Sistema de Control
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de
administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin
de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo
general, se usan sistemas de control industrial en procesos de
producción industriales1 para controlar equipos o máquinas.
Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo
abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la
salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo
cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por
la retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de
control con realimentación. Los sistemas de control más modernos en ingeniería
automatizan procesos sobre la base de muchos parámetros y reciben el nombre
de controladores de automatización programables (PAC).
4. Compensación en Adelanto
Un compensador de adelanto de fase hará descender la ganancia de baja
frecuencia y elevará el ángulo de fase de la frecuencia media total, relativas a la
frecuencia de corte determinada por la constante de tiempo T. Normalmente se
utiliza para mejorar el margen de fase. Es decir, puede mejorar la estabilidad
relativa del sistema. Para compensar la pérdida de ganancia, es común aplicar
una compensación de ganancia. El efecto combinado de estos dos
compensadores se puede utilizar para incrementar el ancho de banda del sistema
y, por ende, la velocidad de respuesta.
Compensación en adelanto:
Mejora los márgenes de estabilidad al aumentar el ancho de banda.
Requiere una mayor ganancia que en la compensación en atraso.
Puede acentuar los efectos de ruido.
Formula:
Compensación en Atraso
El efecto principal de la compensación en atraso es reducir la ganancia
de alta frecuencia (acrecentar la atenuación) en tanto que el ángulo de fase
decrece en la región de frecuencia baja a media (aumenta el atraso de fase).
Asimismo, un compensador de atraso puede hacer que disminuya el ancho de
banda del sistema y/o los márgenes de ganancia, y en general puede ocasionar
que un sistema sea más lento.
5. Generalmente se utiliza para mejorar el comportamiento en estado
estacionario (el error permisible o la precisión del sistema).
Compensación en atraso:
Mejora la respuesta en estado estacionario.
Reduce la ganancia a altas frecuencias sin reducirla a bajas
frecuencias.
Aumenta el tiempo del transitorio.
Tipos de Controladores y su Modelo Matemático.
Sistema de control proporcional:
Un sistema de control proporcional es un tipo de sistema de control
de realimentación lineal. Dos ejemplos mecánicos clásicos son la válvula flotador
de la cisterna del aseo y el regulador centrífugo.
El sistema de control proporcional es más complejo que un sistema
de control encendido/apagado como por ejemplo un termostato interno bi-metálico,
pero más sencillo que un sistema de control proporcional-integral-derivativo (PID)
que se puede utilizar para controlar la velocidad de crucero de un automóvil. El
sistema de control tipo encendido/apagado será adecuado en situaciones donde el
sistema en general tiene un tiempo de respuesta relativamente largo, pero dará
lugar a un comportamiento inestable si el sistema que está siendo controlado tiene
un tiempo de respuesta breve. El control proporcional resuelve este problema de
comportamiento mediante la modulación de la salida del dispositivo de control,
como por ejemplo con una válvula cuyo paso se varía en forma continua
6. Modelo Matemático:
Un Control proporcional tiene una salida que es proporcional al error.
Donde KP es la ganancia del controlador proporcional.
Controlador integral
Un controlador PID o controlador integral es un mecanismo de control
por realimentación ampliamente usado en sistemas de control industrial. Este
calcula la desviación o error entre un valor medido y un valor deseado.
El algoritmo del control PID consiste de tres parámetros distintos: el
proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional depende del error
actual. El Integral depende de los errores pasados y el Derivativo es una
predicción de los errores futuros. La suma de estas tres acciones es usada para
ajustar al proceso por medio de un elemento de control como la posición de una
válvula de control o la potencia suministrada a un calentador.
El controlador integral tiene una salida que es proporcional a la integral del
error.
Donde K1 es la constante de accion integral.
7. Control derivativo.
La acción de control derivativa a veces se denomina control de velocidad,
Td es el intervalo de tiempo en el que la acción de velocidad se adelanta al efecto
de acción proporcional. Cuando el tiempo de acción derivada es grande, hay
inestabilidad en el proceso ahora cuando el tiempo de acción derivada es pequeño
la variable oscila demasiado con relación al valor deseado. El tiempo óptimo de
acción derivativa es el que retorna la variable al punto de consigna con las
mínimas oscilaciones. Este control por sí solo.
La acción derivada es adecuada cuando hay retraso entre el movimiento de
la válvula de control y su repercusión a la variable controlada.
Es una de las acciones de control empleadas en los lazos de regulación
automática y se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error.
Donde: m(t): salida del controlador e(t): error actuante Td: tiempo derivativo.
8. Conclusión
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de
administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin
de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo
general, se usan sistemas de control industrial en procesos de
producción industriales1 para controlar equipos o máquinas.
Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo
abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la
salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo
cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por
la retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de
control con realimentación. Los sistemas de control más modernos en ingeniería
automatizan procesos sobre la base de muchos parámetros y reciben el nombre
de controladores de automatización programables (PAC).
