Prácticas de Sistemas de Control - Continuos y Discretos

Sinopsis del Libro

Resulta imprescindible para acometer cualquier sistema de control conocer el comportamiento de los sistemas, así como su variación ante diferentes señales de entrada. En este ámbito, el campo de control automático es de especial importancia en el mundo industrial, donde es imprescindible conocer y comprender el comportamiento de los sistemas clásicos de control para conseguir que los sistemas físicos se comporten de acuerdo a unos requerimientos previamente especificados. Los sistemas de control de esta forma constituyen una materia fundamental en muchas titulaciones de ingeniería a través de la cual fundamentalmente los alumnos pueden adquirir competencias de diseño de reguladores (tanto de tiempo continuo como discreto) partiendo del uso de diferentes herramientas, así como de diferentes posibilidades de diseño. A lo largo de un curso clásico de sistemas de control se proporcionan los contenidos teóricos que permiten justificar las bases en las que se estructuran los diferentes contenidos. De igual forma, el estudiante puede realizar un conjunto de problemas, más o menos alejados de la realidad, que le posibilita comprender y afianzar estos conocimientos. Pero resulta fundamental, realizar experimentos y análisis prácticos que permitan contrastar, afianzar y comprender, bien en sistemas físicos reales o con maquetas simuladas, las posibilidades que ofrece el diseño de reguladores para el control de sistemas físicos. De esta forma, en este libro se recogen un conjunto de experimentos y análisis prácticos que posibilitan comprender desde un punto de vista práctico los diferentes comportamientos que pueden presentar los sistemas físicos al diseñar diferentes esquemas y elementos de control. El texto se ha dividido en dos partes bien diferenciadas. En la primera se recogen las características principales de los sistemas físicos que se utilizarán a lo largo de los diferentes ensayos. Posteriormente en una segunda parte se recogen un total de diez ensayos diferentes que permiten al alumno realizar experimentos con un grado de dificultad mayor a medida que avanza en la realización de las mismas. La primera de las sesiones permite identificar un sistema físico que se utilizará a lo largo de diferentes sesiones (motor de corriente continua) mediante métodos frecuenciales. La segunda de estas sesiones permite realizar este proceso de identificación mediante el uso de una tarjeta de adquisición de datos. De esta forma se pueden contrastar ambos resultados. En una tercera práctica se revisa la potencialidad que ofrece una Toolbox presente en el software Matlab (rltool) como herramienta para entender el diferente comportamiento de los sistemas de control en función de la posición de los polos del sistema en bucle cerrado. A continuación, la cuarta sesión ofrece la posibilidad de diseñar un regulador PID mediante la técnica del Lugar de las Raíces y simular el comportamiento de este regulador. Una sesión posterior se ofrece como alternativa al diseño de reguladores, el diseño de estos mediante el método de Ziegler-Nichols. La siguiente práctica culmina este bloque de diseño de reguladores mediante la sintonización del PID haciendo uso de los métodos frecuenciales de diseño. De esta manera, con estos tres experimentos prácticos, el estudiante podrá entender y asimilar las diferentes posibilidades para la sintonización de reguladores en sistemas continuos. A continuación, se presenta un ensayo donde se experimenta con diferentes arquitecturas de control discreto en función de la diferente posición de las acciones de control dentro del lazo de control. En la sesión octava se realiza el control del sistema físico previamente analizado e identificado (servomotor de corriente continua) mediante un control discreto con diferentes variantes. Por último, las dos últimas prácticas se encuentran enfocadas al diseño de controladores mediante el método de cancelación, en concreto...