Estabilidad de Sistemas de Control
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Questions and Answers

Las asíntotas se encuentran calculando únicamente el centro de las raíces.

False (B)

La condición de magnitud nos indica el valor de K para que cumpla con las especificaciones temporales en el lugar de raíces.

True (A)

Si el número de ceros es mayor que el número de polos, el sistema se comporta como impropio en el infinito.

False (B)

El punto de ruptura es donde las ramas del lugar de raíces entran o salen del eje imaginario.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Cuando n es mayor que m, G(s) tiende a cero cuando S tiende a infinito.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El número de ramas en el lugar geométrico de las raíces se determina por el grado del polinomio numerador.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Para encontrar los valores de w y K se reemplazan las variables en la ecuación característica por jw.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Las ramas del lugar de raíces serán asintóticas cuando los ceros sean propios.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un sistema es estable si su respuesta impulsiva tiene área ilimitada.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La estabilidad asintótica se da cuando todos los polos de un sistema están en el semiplano derecho.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La respuesta de un sistema a una entrada acotada siempre diverge si hay al menos un polo en el semiplano derecho.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Los ceros de un sistema influyen en su estabilidad al afectar la envolvente de la respuesta.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un sistema que tiene polos en el eje jw es considerado asintóticamente estable.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La estabilidad limitada implica que la respuesta del sistema oscila entre dos valores constantes.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Si un sistema es asintóticamente estable, necesariamente es estable en términos generales.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Un sistema inestable es aquel que presenta una respuesta temporal que converges ante una entrada acotada.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El control Proporcional - Derivativo (PD) compensa siempre las perturbaciones en un sistema.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Aumentar Kd disminuye la sensibilidad del sistema a los errores originados por cambios bruscos.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El aumento de Kp solo acelera el sistema, sin afectar la estabilidad del mismo.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El error en régimen se puede reducir al aumentar el valor de Kp.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El control PD es ideal para eliminar completamente el error causado por una perturbación escalón.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Al aumentar Kp, el tiempo de respuesta del sistema disminuye.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Un aumento en la ganancia proporcional Kp siempre resulta en un menor tiempo de crecimiento (tr).

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El Control Proporcional - Integral - Derivativo (PID) une las ventajas de los controles P, I y D.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El sistema de control proporcional (tipo 1) no puede reducir el error en régimen permanente a cero.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El control integral puede corregir el error en régimen permanente al acceder a valores del pasado del error.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Si el sistema se comporta de manera ideal, el control PD no estabiliza el sistema frente a cambios en la entrada.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

A mayor ganancia Kp, siempre se evitarán los sobrepicos en la respuesta transitoria del sistema.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El error en régimen permanente es variable para entradas constantes en un sistema de tipo 0.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El control proporcional mejora la estabilidad del sistema a medida que Kp aumenta.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un sistema con control proporcional puede compensar perturbaciones en el régimen permanente.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El control integral se utiliza exclusivamente para sistemas de tipo 0.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El servomotor utiliza un potenciómetro para conocer su posición angular.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Los actuadores eléctricos son más precisos que los neumáticos.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El presostato es el componente que se encarga de purgar el agua acumulada en el depósito.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La válvula de seguridad expulsa aire si la presión del depósito sube por debajo de lo permitido.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El compresor transforma energía neumática en energía eléctrica.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El sistema neumático es más económico que el sistema hidráulico.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Los servomotores son ideales para aplicaciones que requieren baja precisión.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El manómetro indica la temperatura del aire en el depósito.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Los sensores reed switch funcionan cerrando el circuito al haber presencia de un campo eléctrico.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Los actuadores eléctricos son uno de los tipos de actuadores que utilizan energía hidráulica.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un actuador lineal simple tiene un estado de reposo y dos entradas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Las electroválvulas son componentes que controlan el sentido del fluido a través de un sistema neumático.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El sensor inductivo puede detectar la presencia de piezas de plástico en su campo de acción.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un presostato regula el flujo de electroválvulas en un sistema hidráulico.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

En un actuador rotativo, el movimiento se produce en un eje circular.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La oscilación en un sensor inductivo aumenta cuando la pieza de metal se acerca al sensor.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Estabilidad de un sistema

Un sistema es estable si su respuesta impulsiva tiene área acotada.

Respuesta al impulso

Comportamiento del sistema ante un impulso, clave para analizar estabilidad.

Polos en el semiplano izquierdo

Condición de estabilidad asintótica; todos los polos deben estar aquí.

Inestabilidad

Cuando uno o más polos están en el semiplano derecho, diverge la respuesta.

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Estabilidad asintótica

Sistema estable cuando todos sus polos están en el semiplano izquierdo.

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Estabilidad limitada

Polos en el eje jw, sistema oscila entre dos valores sin divergir.

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Divergencia de respuesta

Ocurre cuando un sistema inestable responde sin límite a una entrada acotada.

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Ceros en un sistema

No influyen en la estabilidad, no modifican la envolvente.

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Rise Time (tr)

El tiempo que tarda la señal en crecer desde un valor bajo a uno alto.

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Ganancia Proporcional (Kp)

Un parámetro que afecta el tiempo de pico y el rise time en el control.

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Error en Régimen Permanente

El error constante que se presenta después de que el sistema ha alcanzado el equilibrio.

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Tipo de Planta

Clasificación que indica la capacidad de un sistema para eliminar el error en régimen.

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Ventajas del Control Proporcional

Simples de implementar y puede disminuir el tiempo de crecimiento.

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Desventajas del Control Proporcional

Error constante y posibilidad de oscilaciones y sobrepicos cuando Kp es alto.

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Control Integral (I)

Método que corrige el error basado en los valores pasados para eliminar el error en régimen.

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Sobrepicos

Oscilaciones que ocurren cuando hay un exagerado ajuste del controlador.

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Ángulo de asíntotas

Ángulo formado por asíntotas, calculado con 180/(n-m)*(2N+1), N=1,2,…n-m.

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Centro de asíntotas

Suma de los polos menos la suma de los ceros, determina la ubicación central.

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Punto de ruptura

Ubicación donde las ramas del lugar de raíces ingresan o abandonan el eje real.

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Criterio de fase

Análisis de ángulos de salida y llegada de polos y ceros cerca del punto de prueba.

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Condición de magnitud

Ganancia que debe tener K para cumplir con especificaciones temporales de un lugar de raíces.

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Raíces múltiples

Raíces localizadas en el eje real, donde las ramas cambian abruptamente de curvatura.

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Ramas del lugar geométrico

Número de ramas corresponde al grado del polinomio denominador de la función de transferencia.

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Ceros impropios

Ceros que no son propios, ubicados en el infinito; ramas asintóticas para alta ganancia.

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Servomotor

Motor que controla posición angular y velocidad con precisión.

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Sistema de control

Circuito cerrado que asegura la posición deseada del servomotor.

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Compresor

Dispositivo que aumenta la presión del aire aspirado.

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Presostato

Controla el motor del compresor según la presión del aire en el depósito.

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Válvula antirretorno

Permite que el aire comprimido pase al depósito sin regresar.

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Depósito

Almacena el aire comprimido del sistema neumático.

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Manómetro

Instrumento que indica la presión dentro del depósito.

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Purgar agua

Proceso automático de eliminar agua condensada en el depósito.

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Automatización

Control completo de un proceso con variables lógicas binarias.

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Actuador

Dispositivo que ejecuta acciones, puede ser hidráulico, neumático o eléctrico.

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Sensor Reed Switch

Sensor que cierra el circuito al ser polarizado, detectando corriente.

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Sensor Inductivo

Detecta metales mediante un campo magnético inducido.

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Electroválvula

Controla el sentido del flujo en sistemas neumáticos.

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Actuador Lineal

Actuador con entradas simples o dobles, tiene uno o dos estados de reposo.

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Pistón

Cilindro que se mueve por presión, actuando en un sistema.

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Control Proporcional-Derivativo (PD)

Combina correcciones basadas en el error presente y futuro.

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Kp

Constante de ganancia proporcional en un controlador.

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Kd

Constante de ganancia derivativa que amortigua oscilaciones.

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E(s)/W(s)

Relación entre la entrada de error y la salida bajo un controlador.

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Ventajas del control PD

Disminuye la amplitud de perturbaciones y mejora la rapidez de respuesta.

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Desventajas del control PD

No compensa perturbaciones, puede causar saturación en el actuador.

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Tiempo de Estabilidad

El tiempo necesario para que el sistema alcance el equilibrio después de un cambio.

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Control PID

Combina acción Proporcional, Integral y Derivativa para mejorar la estabilidad.

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Study Notes

Mecatrónica

  • Multidisciplinary field combining basic sciences and automation to solve specific problems.
  • Automation is crucial in engineering and science.
  • Systems use microcontrollers to manage responses complemented by input sensors and output actuators.
  • Control systems are used for precision and operator independence.

Characteristics of a System

  • Stability: the controlled variable's limited response to limited inputs.
  • Accuracy: maintains the controlled variable within an acceptable error range.
  • Speed of response: the rate at which the controlled variable approaches the reference.

Unit 1: Introduction to Control Systems

  • "Control" encompasses various contexts, including human-machine interaction and automated systems.

Definitions

  • Plant: The physical system being controlled.
  • System: Interconnected components achieving a specific goal.
  • Actuator: Directly influences the plant, providing energy to change the manipulated variable. Examples: Solenoid, fan, conveyor.
  • Manipulated Variable: The variable directly changed to affect the controlled variable.
  • Controlled Variable: The variable being regulated.
  • Set Point / Reference Value: Desired value of the controlled variable.
  • Sensor: Measures the controlled variable.

Variables

  • Variable to be Controlled (or Output): The measured variable.
  • Sensor: Measures the controlled variable.
  • Error: The difference between set point and measured output
  • Perturbations: External factors affecting the controlled variable.

Control Loop

  • Open Loop: A control system without feedback. Actions are determined based on input, not the current output.
  • Closed Loop: A system with feedback; the output is monitored and compared to the set point, adjusting control actions to reduce errors. (Control by feedback).

Block Diagrams

  • Visual representation of control systems components, and energy/information flow.

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Description

Este cuestionario aborda conceptos clave sobre la estabilidad de sistemas de control, como las asíntotas, el lugar de raíces y las condiciones necesarias para la estabilidad. Evalúa tu comprensión sobre cómo se comportan los sistemas en función de sus características y la relación entre ceros y polos. Ideal para estudiantes de ingeniería o disciplinas relacionadas con el control de sistemas.

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