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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL EN TIEMPO DISCRETO - Coggle Diagram
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL EN TIEMPO DISCRETO
Definición de términos
Muestreador y retenedor
Término general que se utiliza para un amplificador de muestreo y retención.
Convertidor analógico-digital
Dispositivo que convierte una señal analógica en una señal digital, usualmente una señal codificada numéricamente.
Convertidor digital-analógico
Es un dispositivo que convierte una señal digital (datos codificados numéricamente) en una señal analógica.
Planta o proceso
Un objeto es cualquier objeto físico a ser controlado. Un proceso se define como una operación progresiva o un desarrollo marcado mediante una serie de cambios.
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CONCEPTO
Los controladores digitales se utilizan para alcanzar el desempeño óptimo por ejemplo, en la forma de productividad máxima, beneficio máximo, costo minimo o la utilización mínima de energia. Recientemente, la aplicación de control por computadora ha hecho posible el movimiento
"inteligente" en robots industriales, la optimización de economia de combustible en automóviles y el
refinamiento en la operación de enseres y máquinas de uso doméstico, tales como hornos de microondas y máquinas de coser, entre otros. 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 SEÑALES
Tipos de señales. Una señal 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 nume- ro finito de valores distintos.
SEÑAL ANALÓGICA
Una señal analógica es una señal definida en un intervalo continuo de tiempo cuya amplitud puede adoptar un intervalo continuo de valores. La figura 1-la) muestra una señal analógica en
tiempo continuo y la figura 1-16) una señal cuantificada en tiempo continuo (cuantificada sólo en
amplitud).
Tipos de operaciones de muestreo
Muestreo periódico
En este caso, los instantes de muestreo están espaciados de manera uniforme.
Muestreo de orden múltiple
El patrón de muestra se repite periódicamente.
Muestreo de tasa múltiple
Es una sistema de control que tiene lazos múltiples, la mayor constante de tiempo involucrada en un lazo puede diferir a otros lazos.
Muestreo aleatorio
En este caso, los instantes de muestreo son aleatorios y contiene una variable aleatoria.
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Sistemas de control en tiempo continuo y en tiempo discreto
Sistemas de control en tiempo continuo
Los sistemas en tiempo continuo, cuyas señales son continuas en el tiempo, se pueden descri-
bir mediante ecuaciones diferenciales. Los sistemas en tiempo discreto, los cuales involucran seña-
les de datos muestreados o señales digitales y posiblemente señales en tiempo continuo, también se
pueden describir mediante ecuaciones en diferencias después de la apropiada discretización de las
señales en tiempo continuo.
Sistemas de control en tiempo discreto
Los sistemas de control en tiempo discreta difieren de los sistemas de control en tiempo con-
tinuo en que las señales para los primeros están en la forma de datos muestreados o en la forma
digital. Si en el sistema de control está involucrada una computadora digital como un controlador.
los datos muestreados se deben convertir a datos digitales
Procesos de muestreo
El proceso de muestreo se emplea siempre que un sistema de control involucra un controlador digital, puesto que son nece- sarias una operación de muestreo y una de cuantificación para ingresar datos a ese controlador. También, se da un proceso de muestreo cuando las mediciones necesarias para control se obtienen en forma intermitente
El proceso de muestreo es seguido por un proceso de cuantificación. En el proceso de cuantificación, la amplitud analogica muestreada se reemplaza por una amplitud digital (representada mediante un número binario).
Cuantificación y errores de cuantificación
Cuantificación
El sistema númerico estándar utilizado por el procesamiento de señales digitales es el sistema binario.
En este sistema númerico el grupo de códigos consisten en pulsos, cada uno de los cuales indica ya sea encendido (1) o apagado (0).
El nivel de cuantificación "Q" se define como el intervalo entre dos puntos adyacentes de decisión.
Error de cuantificación
Puesto que el número de bits en a palabra digital es finito, la conversión A/D da como resultado una resolución finita.
La salida puede solamente adoptar un número finito de niveles y por lo tanto un número analógico se debe de redondear al nivel digital más cercano.
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SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL
un sistema de control digital que presenta la configuración del esquema de control básico. En el sistema se incluye el control realimentado y el prealimentado. En el diseño de dicho sistema de control, se deberá observar que la "bondad" del sistema de control depende de circunstancias individuales. Se requiere elegir un indice de desempe ño apropiado para un caso dado y diseñar un controlador de modo que optimice el indice de desem- peño elegido.
La operación que transforma las señales en tiempo continuo en datos en tiempo discreto se denomina muestreo o discretización. La operación inversa, que transforma datos en tiempo discreto en una señal en tiempo continuo, se conoce como retención de datos: ésta realiza la reconstrucción
de la señal en tiempo continuo a partir de la secuencia de datos en tiempo discreto. Esto por lo
regalar se logra al utilizar alguna de las muchas técnicas de extrapolación. En la mayoría de los casos
esto se realiza manteniendo constante la señal entre los instantes de muestreo sucesivos. (
Sistemas de adquisición, conversión y distribución de datos
1.
Multiplexación y demultiplexación
2.
Muestreo y retención
3.
Conversión analógico-digital (cuantificación y codificación)
4.
Conversión digital-analógico (decodificación)
Miguel Ángel Vázquez Coyotzi
Jesus Yaveth de la O Escobar
"9-B"
Mecatrónica
09/05/2023
