Regulación en lazo cerrado.
Este apartado presenta la dificultad de regular y fija las bases de la regulación en lazo cerrado
Significado de las funciones de transferencia.
Se analiza la relación entre regulación y los fenómenos oscilatorios para determinar la información que debe contener toda función de transferencia, es decir, qué
información es relevante en la interacción entre los componentes de un sistema y cómo se registra mediante polinomios.
Diagrama de Bode.
Genial es la palabra que define este procedimiento experimental, de aplicaciones múltiples como determinar funciones de transferencia, medida de la estabilidad, e,
incluso, análisis del regulador necesario para el control de un sistema. Sin recursos de ingeniería como el programa MatLab ni tarjetas de adquisición de datos, El
diagrama de Bode ha sido el procedimiento aplicado, en este proyecto, para determinar la función de transferencia en el posicionado neumático de la maqueta.
Tipos de bloques en que se descompone un sistema.
Todo sistema regulado se descompone solamente en un reducido número de comportamientos básicos, que serán analizados bajo la perspectiva del diagrama de Bode,
su función de transferencia y su respuesta temporal. Conocidos estos "pilares básicos" estaremos preparados para entrar a fondo en la regulación de sistemas.
Configuración de reguladores según el diagrama de Bode.
Una vez conocidos los tipos de bloques con los que se define cualquier sistema, incluyendo los propios reguladores, es el momento de configurar el comportamiento
que deberá añadirse al sistema con el fin de mejorar su respuesta. Este análisis está basado en los diagramas de Bode, más adelande se ampliará teniendo en
cuenta las raices de las funciones de transferencia.
Determinación experimental de funciones de transferencia.
En contraposición al modelo matemático, la determinación experimental no precisa plantear ecuaciones, que, por otra parte, tampoco nos liberan de calcular parámetros
experimentalmente, y, además, solo la experimentación demuestra la fiabilidad del modelo matemático. Algunos programas como MatLab, junto con una tarjeta de
adquisición de datos, simplifican notablemente la experimentación, pero el objetivo de este apartado es aplicar el procedimiento del diagrama de Bode.
Diagrama del lugar de las raices.
Aunque se puede diseñar reguladores según los principios de los diagramas de Bode, ya estudiado anteriormente, su aplicación puede ser laboriosa porque exige sumar
gráficas hasta encontrar una solución que cumpla las especificaciones de banda pasante, margen de fase y margen de ganancia. Si las especificaciones son de tipo
frecuencial como las que se acaban de mencionar, el diagrama de Bode puede ser la alternativa más razonable, especialmente en sistemas electrónicos, en los que deben
eliminarse los efectos de corrientes parásitas originadas por interacciones electromagnéticas, generalmente de elevada frecuencia. En otros casos, la alternativa más
interesante es, probablemente, el método del lugar de las raices. Este procedimiento se basa en las raices de la función de transferencia de lazo abierto, de forma que
al cerrar el lazo y variar un parámetro (normalmente la ganancia), la función también varía, dando lugar a un conjunto de raices, de lazo cerrado, que siguen unas
trayectorias a medida que varía el parámetro. Conocer o modificar dichas trayectorias brinda la posibilidad de influir en el sistema para hacerlo trabajar en las condiciones
deseadas, simplemente con la variación de un parámetro, que, como se ha dicho, casi siempre será la ganancia.
Programa de cálculo del lugar de las raices.
Aquí se encuentra una utilidad para el trazado automático del lugar de las raices. Sin lugar a dudas, el trazado por ordenador es el procedimiento más rápido y sencillo
de analizar un sistema, así como investigar sobre qué debemos cambiar para mejorar su respuesta. En este apartado se explica cómo utilizar la aplicación, pero debería
consultarse en primer lugar el apartado anterior, ya que contiene la teoría y un ejemplo de sistema que se analiza y se mejora haciendo uso de esta aplicación.
Configuración de reguladores según el diagrama del lugar de las raices.
Es un complemento a la configuración basada en los diagramas de Bode, analizando los tipos de reguladores más universales. No obstante, el lugar de las raices resulta
especialmente apropiado para experimentar cualquier diseño, de forma personalizada para cada sistema.
Implementación de reguladores.
Ya tenemos una base para determinar las funciones de transferencia de un sistema y su regulador. Con la función del regulador solo nos falta su implementación física
o su programación. En este tema se describen las diversas posibilidades de implementación y desarrolla su implementación programada.
Implementación de reguladores (continuación).
En este tema se tratan los amplificadores operacionales como elementos de regulación analógica, capaces de procesar las más diversas operaciones y, por supuesto,
de reproducir todos los comportamientos de los factores que forman una función de transferencia.