CONTROL EN TIEMPO DISCRETO OGATA PDF

Salida de un rctcncdor de primer ordcn 20 Introducci6n a los sistemas de control en tiempo discreto Capitulo 1 Figura Salida de un retenedor de primer orden con interpolacion retenedor poligonal. Por 10 tanto, la exactitud al reconstruir la seftal original es mejor que para otros circuitos de retencion, pero existe un periodo de muestreo de retardo, como se muestra en la figura En efecto, la mejoria en la exactitud se logra a expensas de un retardo de un periodo de muestreo. Desde el punta de vista de la estabilidad de los sistemas en lazo cerrado, dicho retardo no es deseable, y de este modo el retenedor de primer orden con interpolacion retencion poligonal no se emplea en aplicaciones de sistemas de control. Entonces se presentara la organizacion del libro. Controladores digitales y analogicos.

Author:Kigalkis Grogal
Country:Cambodia
Language:English (Spanish)
Genre:History
Published (Last):24 September 2015
Pages:435
PDF File Size:4.7 Mb
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ISBN:897-7-73493-780-1
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Authorized translation from English language edition published by Prentice Hall Inc. Todos los Derechos reservados. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmited in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying recording or by any information storage retrieval system, without permission in writing form the publisher.

Enrique Jacob 20, Col. Eneste libro todo el material se presenta de manera que el lector pueda seguir facilmente todas las discusiones. El capitulo 2 presenta la teoria de la transformada z necesaria para el estudio de los sistemas de control en tiempo disereto.

Este capitulo contiene discusiones sobre controlabilidad, observabilidad, ubicacin de polos, observadores de estados y sistemas de seguimiento. EI capitulo 7 trata el enfoque de ecuaciones polinomiales en el disefto de siste- mas de control. Por ultimo, se diseftan sistemas de control mediante el acoplamiento a un modelo utilizando el enfoque de ecuaciones polinomiales. Ademas se proporciona un buen numero de problemas resueltos problemas A al final de cada capitulo, excepto en el capitulo 1.

Estos proble- mas representan una parte integral del texto. Se sugiere que el lector los estudie cuidadosamente para obtener un entendimiento profundo de los temas discutidos.

Ademds, se presentan muchos proble- mas propuestos problemas B para que se utilicen como tarea o problemas de examen. La mayoria det material que se presenta en este libro se ha probado en clases en el tltimo curso sobre sistemas de control a nivel licenciatura y el primero a nivel posgrado en la Universidad de Minnesota. Todo el material de este libro se puede cubrir en dos trimestres. En un curso trimestral, es Prefacio xi posible cubrir una buena parte de los primeros seis capitulos.

Se debe dar reconocimiento a mis exalumnos, quienes resolvieron todos los problemas resuel- tos problemas A y los problemas propuestos problemas B e hicieron un buen nimero de comen- tarios constructivos acerca del material contenido en este libro.

Los controladores digitales se utilizan para alcanzar el desempefio 6ptimo —por ejemplo, en la forma de productividad maxima, beneficio maximo, costo minimo o la utilizacion minima de energia.

La capacidad en la toma de decisiones y la flexibilidad en los programas de control son las mayores ventajas de los sistemas de control digital. Tipos de seftales. Una sefial en tiempo continuo es aquella que se define sobre un intervalo continuo de tiempo. La amplitud puede tener un intervalo continuo de valores o solamente un nime- r0 finito de valores distintos.

La variable cuantificada solo cambia en un conjunto finito de valores distintos. Una sefial en tiempo discreto es una sefial definida s6lo en valores diseretos de tiempo esto es, aquellos en los que la variable independiente r esta cuantificada.

En una sefial en tiempo discreto, si la amplitud puede adoptar valores en un intervalo continuo, entonces la sefial se denomina seftal de datos muestreados. Una sefial de datos muestreados se puede generar muestreando una seftal analogica en valores discretos de tiempo. Esta es una sefial de pulsos modulada en amplitud. La figura I-1e muestra una sefial de datos muestreados. Una sefial digital es una sefial en tiempo discreto con amplitud cuantificada.

Dicha sefial se puede representar mediante una secuencia de niimeros, por ejemplo, en la forma de nimeros binarios. La figura I muestra una seRal digital. Es claro que esta cuantifica, dla tanto en amplitud como en tiempo. El uso de un controlador digital requiere de la cuanificacion de las sefiales tanto en amplitud como en tiempo. De hecho, una sefal en tiempo discreto se puede referir ya sea aunt sehal digital o a una sefal de datos muestreados.

Hablando en forma precisa, por supuesto que hay diferencias en estos siste, mas. Por cjemplo, en un sistema de control de datos muestreados existen tanto sefiales en tiempo Continuo como en tiempo discreto: las sefales en tiempo disereto estin moduladas en amplitud por una sehal de pulsos.

Muchos sistemas de control industrial ineluyen seftales en tiempo continuo, sefales de datos muestreados y sefales digitales. Sistemas que se tratan en este libro. Sistemas de control en tiempo coutinuo y en tiempo discreto. Los sistemas en tiempo continuo, cuyas seftales son continuas en el tiempo, se pueden descri- bir mediante ecuaciones diferenciales. Proceso de muestreo. El muestreo de sefales en tiempo continuo reemplaza la sefial en tiempo continuo por una secuencia de valores en puntos discretos de tiempo.

Entonces la seftal digital se procesa por medio de la computadora. La mayor parte del material que se presenta en este libro trata con sistemas de control que se pueden modelar como sistemas en tiempo discreto, lineales e invariables en el tiempo.

En el sistema se incluye el control realimentado y el prealimentado. Se requiere elegir un indice de desempe- fio apropiado para un caso dado y diseftar un controlador de modo que optimice el indice de desem- pefto elegido. Formas de las senales en un sistema de control digital. La figura muestra un diagrama de bloques de un sistema de control digital. Los elementos basicos del sistema se muestran mediante los bloques. La salida de la planta es una sefial en tiempo continuo.

La conver- sion se hace en el tiempo de muestreo. El reloj en tiempo real de la computadora sincroniza los eventos. En la mayoria de los casos esto se realiza manteniendo constante la seffal entre los instantes de muestreo sucesivos.

Planta 0 proceso. Una planta es cualquier objeto fisico a ser controlado. En este libro se denomina proceso a cualquier opera- ci6m a ser controlada. Como ejemplos se pueden citar procesos quimicos, economicos y bioldgicos. Existen algunas excepciones en el modelado de sistemas electromecanicos y sistemas hidraiilice.

Por ejemplo, el modelado de un sistema de un brazo manipulador robot se puede llevar a cabo con una gran precisin Transductor. Un transductor es un dispositive que convierte una sefial de entrada en una seffal de salida de naturaleza diferente ala de entrada, tal como los dispositivos que convierten una se- jal de presion en una salida de voltaje. Las magnitudes de estas seftales pueden tomar cual. Existen diferentes tipos de operaciones de muestreo de importancia practica: 1.

Muestreo periddico. El muestreo periddico es el tipo mas convencional de las operaciones de muestreo 2. Muestreo de orden nuiltiple. Muestreo de tasa miltiple. En un sistema de control que tiene lazos miiltiples, la mayor cons- tante de tiempo involucrada en un lazo puede diferir en gran medida de las de los otros lazos.

Muestreo aleatorio. Et aleatoria. Este error depende de la fineza del nivel de cuan. En la figura se muestra un diagrama de bloques de un cuantificador junto con sus carac- teristicas entrada-salida.

En [a figura 1-Sa el amplificador que sigue del transductor frecuentemente un amplificador operacional ejecuta una o mas de las siguientes funciones: amplificarel voltaje de salida de] transductor: convertir la sefial de corriente en una de voltaje: o aislar la seal.

El procesa- miento de varios canales con un controlador digital es posible debido a que el ancho de cada uno de los pulsos que representa a la sefial de entrada es muy angosto, de manera que el espacio vacio durante cada periodo de muestreo se puede utilizar para otras sefiales.

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