Transparencias del tema 2

Sistemas Automáticos- Tema 2
`
Estructura y elementos de la realimentación
`
Ventajas de la realimentación
`
Inconvenientes de la realimentación
`
L ffunciones
Las
i
de
d sensibilidad
ibilid d
2
Perturbaciones
Señal de
mando o
referencia
r(t)
Referencia en
unidades del S
Señal
ñ ld
de
sensor
error
Selector
de
Referencia
r'(t)
+
Σ
wi(t)
Acción
de
control
e(t)
wi(t)
Variable
controlada
y(t)
u(t)
Regulador
Actuador
Proceso
−
Planta
Variable
realimentada
li
t d
ym(t)
Captador
o sensor
v(t)
Ruido del sensor
3
Densidad del aire,
temperatura, octanaje…
wi(t)
Señal de
mando o
referencia
r(t)
Referencia en
unidades del S
Señal
ñ ld
de
sensor
error
r'(t)
+
e(t)
Viento, pendientes,
pavimento...
wi(t)
Acción
de
control
Velocidad
u(t)
y(t)
Σ
−
Planta
Variable
realimentada
li
t d
ym(t)
v(t)
Desajustes mecánicos,
interferencias electromagnéticas
4
Pendiente
W(s)
Señal de
mando o
referencia
R(s)
Referencia en
unidades del S
Señal
ñ ld
de
sensor
error
R'(s)
0,1
+
−
E(s)
Σ
100
Acción
de
control
0,5
U(s)
−
1
Velocidad
Σ
10
0,1s + 1
Y(s)
Planta
Variable
realimentada
li
t d
Um(s)
0,1
Σ
V(s)
Ruido
5
W(s)
R(s)
Hr
+
−
E(s)
Σ
U(s)
Dcl
+
G
Σ
Hy
Y(s)
Σ
V(s)
6
`
Estabilidad
`
Sensibilidad a variaciones de los parámetros
`
Rechazo de perturbaciones
`
Seguimiento de referencias
◦ La realimentación permite controlar sistemas inestables.
puede convertir en
◦ Pero un mal diseño del sistema de control p
inestables sistemas inherentemente estables.
◦ El lazo de realimentación es más robusto que el control en
cadena abierta ante variaciones de los parámetros del sistema.
◦ Al realimentar la variable controlada el sistema puede hacer frente
a las perturbaciones que afecten al sistema
sistema.
◦ La realimentación modifica el comportamiento dinámico y estático
del sistema en cuanto a seguimiento de referencias. Si el diseño
es bueno pueden mejorarse ambos.
7
`
Dependencia del sensor
◦ Aumenta la complejidad constructiva del sistema
◦ Dificulta su mantenimiento
◦ Aumento del coste del sistema
◦ Los errores en el sensor se transmiten directamente a la variable
controlada
◦ La transmisión de la señal medida está sujeta a interferencias
`
El sistema se puede inestabilizar
`
La realimentación lleva aparejada un retraso inherente
8
W(s)
R(s)
+
Hr
−
E(s)
Σ
U(s)
+
Dcl
Y(s)
G
Σ
Hy
Σ
V(s)
W(s)
R(s)
( )
+
−
U(s)
Σ
Hr Dcl=D
+
G
Σ
Hy
=H
Hr
( )
Y(s)
Σ
V(s)
9
W(s)
R(s)
+
U(s)
Hr Dcl=D
Σ
−
+
G
Σ
Hy
=H
Hr
Y(s)
Σ
V(s)
Si Hr = Hy
W(s)
( )
R(s)
+
−
U(s)
Σ
D
+
Σ
Y(s)
G
Σ
V(s)
10
W(s)
R(s)
+
−
U(s)
D
+
G
Y(s)
V(s)
Salida:
Acción de
l
control:
Error:
11
Sensibilidad
Sensibilidad
complementaria
Sensibilidad
d entrada
d
de
Sensibilidad
de control
12
`
`
`
El sistema realimentado está caracterizado por 4
funciones de transferencia ( S, T, Su, Si )
Estas 4 funciones condensan toda la información
sobre la respuesta del sistema
Sus propiedades pueden mostrarse mediante su
respuesta frecuencial o mediante su respuesta
temporal
13
R(s)
+
−
U(s)
Σ
D
W(s)
Z(s)
+
+
G
Σ
H
Y(s)
Σ
Σ
+
V(s)
`
`
¿Cómo afecta una perturbación de salida a la
salida?
¿Cómo afecta el ruido del sensor a la salida cuando
Hr ≠ Hy ?
14
W(s)
R(s)
+
−
U(s)
10
+
Y(s)
10
0,1s + 1
V(s)
+
Sensibilidad
Sensibilidad
complementaria
Sensibilidad
de entrada
Sensibilidad
de control
15