Teoría de control

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA DE INGENERIA ELÉCTRICA
EXTENSIÓN MATURÍN
ACCIONES DE CONTROL
Profesora:
Mariangela Pollonais
INTEGRANTES DEL GRUPO:
Colina Natalio C.I: 22.616.402
Maturín, Agosto 2014

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INTRODUCCIÓN
Los sistemas controlados han estado evolucionando de forma acelerada los
últimos días y hoy en día pasan desapercibidos para mucha gente, pues presentan pocos
o ningún problema, las técnicas de control se han mejorado a través de los años, sin
embargo es muy importante que se conozca la teoría básica de control, debido a que esto
ayuda a facilitar su comprensión en la práctica.
El control automático desempeña una función vital en el avance de la ingeniería y
la Ciencia, ya que el control automático se ha vuelto una parte importante e integral del os
procesos modernos industriales y de manufactura. Por lo cual la teoría de control es un
tema de interés para muchos científicos e ingenieros que desean dar nuevas ideas, para
obtener un desempeño óptimo de los sistemas dinámicos y disminuir tareas manuales o
repetitivas.

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ÍNDICE
Introducción....................................................................................................................... 1
Sistemas De Control........................................................... Error! Bookmark not defined.
Controlador........................................................................................................................ 4
Compensación De Adelanto De Fase................................................................................ 5
Compensador De Atraso De Fase, Tipos De Controladores.............................................. 6
Acciones De Control.......................................................................................................... 8
Conclusión......................................................................................................................... 9

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SISTEMAS 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. La Figura ilustra de un modo conceptual el funcionamiento de un sistema.
Esquema general de un sistema
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.

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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.
Esquema de funcionamiento de un sistema de control genérico.
CONTROLADOR
El controlador es una componente del sistema de control que detecta los desvíos
existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado o “set point”,
programado por un operador; emitiendo una señal de corrección hacia el actuador.

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Un controlador es un bloque electrónico encargado de controlar uno o más
procesos. Al principio los controladores estaban formados exclusivamente por
componentes discretos, conforme la tecnología fue desarrollándose se emplearon
procesadores rodeados de memorias, circuitos de entrada y salida. Actualmente los
controladores integran todos los dispositivos mencionados en circuitos integrados que
conocemos con el nombre de micro-controladores. Los controladores son los
instrumentos diseñados para detectar y corregir los errores producidos al comparar y
computar el valor de referencia o “Set point”, con el valor medido del parámetro más
importante a controlaren un proceso.
COMPENSACIÓN DE ADELANTO DE FASE
Función de Transferencia
Propiedades
Una compensación 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.
Respuesta en Frecuencia

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COMPENSADOR DE ATRASO DE FASE
Función de Transferencia
Propiedades
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. Generalmente se
utiliza para mejorar el comportamiento en estado estacionario (el error permisible o la
precisión del sistema).
Respuesta en Frecuencia
TIPOS DE CONTROLADORES
Un controlador automático compara el valor real de la salida de una planta con la
entrada de referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señal de
control que reducirá la desviación a cero o a un valor pequeño. La manera en la cual el
controlador automático produce la señal de control se denomina acción de control.
Clasificación de los controladores industriales.
Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de
control, como:

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A. De dos posiciones o de encendido y apagado (on/of).
B. Proporcionales.
C. Integrales.
D. Proporcionales-integrales.
E. Proporcionales-derivativos.
F. Proporcionales-integrales-derivativos.
Casi todos los controladores industriales emplean como fuente de energía la
electricidad o un fluido presurizado, tal como el aceite o el aire. Los controladores también
pueden clasificarse, de acuerdo con el tipo de energía que utilizan en su operación, como
neumáticos, hidráulicos o electrónicos. El tipo de controlador que se use debe decidirse
con base en la naturaleza de la planta y las condiciones operacionales, incluyendo
consideraciones tales como seguridad, costo, disponibilidad, confiabilidad, precisión, peso
y tamaño.
Modelo matemático que define a cada uno.
Control Proporcional (P).
Control Proporcional Derivativo (PD).
Acción de control derivativa.
Acción de control proporcional derivativa
Control Proporcional Integral (PI).
Acción de control integral.

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Acción de control proporcional integral
Control Proporcional Integral Derivativo (PID).
ACCIONES DE CONTROL
La forma en la cual el controlador automático produce la señal de control se llama
“acción de control” Los controladores automáticos comparan en valor real de la salida de
la planta con la entrada de referencia, lo cual determina la desviación con la que el
controlador debe producir una señal de control que reduzca la desviación.
El siguiente diagrama a bloques muestra un sistema de control automático general
formado por un controlador, un actuador, una planta y un sensor.
En el diagrama siguiente el controlador detecta la señal de error, el controlador
identifica la señal y la envía al actuador que produce la entrada a la plata. La salida de la
planta es medida por un sensor que transforma la señal y la envía al controlador para que
pueda ser comparada con la señal de referencia.
Diagrama a bloques general de un control automático.

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CONCLUSIÓN
El control automático es de vital importancia en el mundo de la ingeniería. Además
de resultar imprescindible en sistemas robóticos o de procesos de manufactura moderna,
entre otras aplicaciones se ha vuelto esencial en operaciones industriales como el control
de presión, temperatura, humedad, viscosidad flujo en las industrias de transformación.
El sistema de control automático de proceso es una disciplina que se ha
desarrollado a una velocidad vertiginosa, dando las bases a lo que hoy algunos autores
llaman la segunda revolución industrial.
El control es de vital importancia dado que:
 Establece medidas para corregir las actividades, de tal forma que se almacenen
planes exitosos.
 Determina y analizan rápidamente las causas que pueden originar desviaciones,
para que no se vuelvan a presentar en el futuro.
 Proporciona información acerca de la situación de la ejecución de los planes,
sirviendo como fundamento al reiniciarse el proceso de planeación.
 Reduce costos y ahorra tiempo al evitar errores.
 Su aplicación incide directamente en la racionalización de la administración y
consecuentemente, en el logro de la productividad de todos los recursos de la
empresa.
El controlador automático compara el valor real de la salida de una planta con la
entrada de referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señal de
control, que reducirá la desviación a cero o a un valor pequeño.