Sistemas Automáticos- Tema 2

Estructura y elementos de la realimentación

Ventajas de la realimentación

Inconvenientes de la realimentación

L f i d ibilid dLas funciones de sensibilidad

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wi(t)Acción

deReferencia enunidades del

Perturbaciones

S ñ l d VariableSeñal demando o

wi(t)

Planta

ProcesoActuadorReguladorΣ+

−

e(t) u(t) y(t)r'(t)

decontrol

unidades del sensor

Señal deerror

Variablecontrolada

Variableli t d

Selectorde

Referencia

r(t)

mando oreferencia

Captadoro sensor

ym(t)

realimentada

v(t) Ruido del sensor

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wi(t)Acción

deReferencia enunidades del

Viento, pendientes,pavimento...

S ñ l dSeñal demando o

wi(t)

Densidad del aire,temperatura, octanaje…

Planta

Σ+

−

e(t) u(t) y(t)r'(t)

decontrol

unidades del sensor

Señal deerror Velocidad

Variableli t d

r(t)

mando oreferencia

ym(t)

realimentada

v(t) Desajustes mecánicos, interferencias electromagnéticas

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Acciónde

Referencia enunidades del

Pendiente

S ñ l dSeñal demando o

W(s)

Planta

+

−

E(s) U(s) Y(s)R'(s)

decontrol

unidades del sensor

Señal deerror Velocidad

Variableli t d

R(s)

mando oreferencia

11010

+s,Σ

0,5

1100Σ

−0,1

Um(s)

realimentada

V(s) Ruido

5

Σ0,1

W(s)

+

−

E(s) U(s) Y(s)R(s)

W(s)

ΣDclΣ

+Hr G

V(s)

6

ΣHy

Estabilidad◦ La realimentación permite controlar sistemas inestables.◦ Pero un mal diseño del sistema de control puede convertir en p

inestables sistemas inherentemente estables.

Sensibilidad a variaciones de los parámetros◦ El lazo de realimentación es más robusto que el control en

cadena abierta ante variaciones de los parámetros del sistema.

Rechazo de perturbaciones◦ Al realimentar la variable controlada el sistema puede hacer frente

a las perturbaciones que afecten al sistemaa las perturbaciones que afecten al sistema.

Seguimiento de referencias◦ La realimentación modifica el comportamiento dinámico y estático

del sistema en cuanto a seguimiento de referencias. Si el diseño es bueno pueden mejorarse ambos.

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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◦ La transmisión de la señal medida está sujeta a interferencias

El sistema se puede inestabilizar

La realimentación lleva aparejada un retraso inherente

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+

−

E(s) U(s) Y(s)R(s)

W(s)

ΣDclΣ

+Hr G

V(s)

ΣHy

( )( )W(s)

9

+

−

U(s) Y(s)R(s)

V(s)

ΣDclΣ

Σ

+Hr G=D

HHH

r

y =

+

−

U(s) Y(s)R(s)W(s)

ΣDclΣ

+Hr G=D

V(s)

ΣHHH

r

y =

Si Hr = Hy

( )

10

+

−

U(s) Y(s)R(s)

V(s)

W(s)

ΣΣ

Σ

+GD

+

−

U(s) Y(s)R(s)W(s)

+GD

V(s)

Salida:

Acción de l

11

control:

Error:

SensibilidadSensibilidadd d

12

Sensibilidad

Sensibilidadcomplementaria

de entrada

Sensibilidadde control

El sistema realimentado está caracterizado por 4 funciones de transferencia ( S, T, Su, Si )

Estas 4 funciones condensan toda la información

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sobre la respuesta del sistema

Sus propiedades pueden mostrarse mediante su respuesta frecuencial o mediante su respuesta temporal

+

−

U(s) Y(s)R(s)W(s)

ΣΣ

+GD Σ

Z(s)

+

¿Cómo afecta una perturbación de salida a la salida?

V(s)

ΣH+

¿Cómo afecta el ruido del sensor a la salida cuando Hr ≠ Hy ?

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11010

+s,+

−

U(s) Y(s)R(s)W(s)

+10 ,

V(s)

+

SensibilidadSensibilidadde entrada

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Sensibilidadcomplementaria

Sensibilidadde control