Análisis de sistemas de control, Diagramas de bloques, Sin categoría

Yo le resolveré problemas de Sistemas de Control

Yo le entregaré la solución a cualquier problema típico de la cátedra Sistemas de Control, de las carreras universitarias Ingeniería de Control, Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Mecánica, Mecatrónica, Robótica, Matemática y Física Aplicada.

La entrega de la solución en digital incluye además una videoconferencia Skype de una hora, en la cual le explico personalmente a Usted cada paso del método utilizado para llegar a la solución, así como la simulación de la respuesta en Matlab. Tiene por tanto el valor agregado de que le explico cómo utilizar Matlab y su librería Control System Toolbox.

Los temas más solicitados son:

1. Análisis en el tiempo del sistema masa-resorte-amortiguador, simulación en Matlab.

2. Diagrama de bloques y Función de Transferencia de Sistemas Electromecánicos (que incluyen motores, amplificadores, niveles de líquido, servomotores ), simulación en Matlab

3. Análisis en Variables de Estado, Respuesta en Frecuencia, Lugar Geométrico de las raíces

4. Respuesta del sistema a las acciones de control Integral y Derivativa, Control PID.

5. Diseño de sistemas de control, compensación de atraso-adelanto

6. Todo tipo de solución simulada en Matlab. Gráficas, asesoría en el uso de Matlab Control System Toolbox, Simulink. A continuación una descripción de costos según paquete contratado

Paquetes

 

Básico 15$

 

Estándar 20$

 

Premium 25$

Análisis de Sistemas Masa-Resorte-Amortiguador. Incluye:

 

Ecuaciones de dinámica.

Análisis en el tiempo. Transformada de Laplace.

Función de Transferencia.

Simulación en Matlab

Videoconferencia 1hr.

Diagrama de bloques y Función de Transferencia de Sistemas de Control. Todo del paquete básico más:

Diagrama de bloques y Función de Transferencia de sistemas de control electromecánicos (que involucran motores, sensores, amplificadores, etc), hidráulicos (niveles y presión de líquidos), de temperatura, etc..

 

 

Análisis y Diseño de Sistemas de Control. Incluye:

 

Análisis y diseño de sistemas de control en Variables de Estado, Respuesta en Frecuencia, Lugar Geométrico de las Raíces, Control PID, Compensación.

Simulación en Matlab

Videoconferencia 1hr.

Tiempo de entrega:

  1. 2 días
  2. 1 día (+5$)
  3. 2 horas (+15$)
Tiempo de entrega:

  1. 2 días
  2. 1 día (+5$)
  3. 2 horas (+15$)
Tiempo de entrega:

  1. 2 días
  2. 1 día (+5$)
  3. 4 horas (+15$)

Observación: para estudiantes de ingeniería en Venezuela el servicio se negocia en términos de cooperación institucional, no en términos monetarios.

Prof. Larry Francis Obando – Technical Specialist

Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central de Venezuela, CCs.

Escuela de Ingeniería Electrónica de la Universidad Simón Bolívar, Valle de Sartenejas.

Escuela de Turismo de la Universidad Simón Bolívar, Núcleo Litoral.

Le ruego se comunique conmigo a través de las siguientes alternativas:

  1. WhatsApp: +593981478463
  2. email: dademuchconnection@gmail.com
  3. Teléfono: 00593 – 998524011 (desde el extranjero) / 0998524011 (en Ecuador).

I write the solution to typical problems of the Control Systems at Schools of Electrical Engineering, Electronics, Mechanics, Mechatronics, Robotics, Applied Mathematics, Applied Physics.

The delivery of the response includes a video-conference of one hour or more depending on the package contracted, to explain the solution. The consultant provides the entire bibliographic resources.

1. The analysis in time of the mass-spring-damper system, simulation in Matlab.

2. Block Diagram and Transfer Function of Electromechanical Systems (including motors, amplifiers, liquid levels, servomotors), simulation in Matlab

3. Analysis of State Variables, Frequency Response, Geometrical Place of Roots

4. System response to Integral and Derivative control actions, PID Control.

5. Design of control systems, delay-advance compensation

6. All types of simulated solution in Matlab. Graphics, advice on the use of Matlab Control System Toolbox, Simulink.

Please contact me through the follows:

  1. WhatsApp: +593984950376
  2. email: dademuchconnection@gmail.com
  3. Teléfono: 00593 – 998524011 (desde el extranjero) / 0998524011 (en Ecuador).

I am a proficient English writer and speaker.

Compare Packages

 

Basic 15$

 

Standard 20$

 

Premium 25$

Analysis of Mass-Spring-Damper Systems. It includes:

 

Dynamics equations.

Analysis in time.

Laplace Transform.

Transfer function.

Simulation in Matlab

Videoconference 1hr.

Block diagram and Control System Transfer Function. All of the basic package plus:

Block diagram and the transfer function of electromechanical control systems (involving motors, sensors, amplifiers, etc.), hydraulic (liquid levels and pressure), temperature, etc.

 

 

Analysis and Design of Control Systems. It includes:

 

Analysis and design of control systems in State Variables, Frequency Response, Root Geometrical Place, PID Control, Compensation.

Simulation in Matlab

Videoconference 1hr.

Delivery Time:

  1. 2 days
  2. 1 day (+5$)
  3. 2 hours (+15$)
Delivery Time:

  1. 2 days
  2. 1 day (+5$)
  3. 2 hours (+15$)
Delivery Time:

  1. 2 days
  2. 1 day (+5$)
  3. 2 hours (+15$)
Análisis de sistemas de control, Diagramas de bloques

Diagrama de Bloques – Ingeniería de Control

Los Diagramas de Bloques son representaciones que permiten desarrollar esquemas para comprender más fácilmente las operaciones de control en el sistema, representando pictóricamente la función de cada elemento físico de dicho sistema. 

Cimientos

Un sistema de control puede estar compuesto por numerosos mecanismos eléctricos (resistencias, inductancias, capacitores), electrónicos (amplificadores, controladores), electromecánicos (motores, generadores). Para representar todos estos componentes y la manera como fluye la información entre ellos, los ingenieros de control se valen de Los Diagramas de Bloques. Esta representación permite desarrollar esquemas para comprender más fácilmente las operaciones de control en el sistema, representando pictóricamente la función de cada elemento físico de dicho sistema.

A diferencia de una representación puramente matemática integrada por ecuaciones diferenciales, o su equivalente luego de utilizar la Transformada de Laplace o Variables de Estado, los diagramas de bloques nos permiten visualizar de una manera más realista el flujo de las señales en el sistema.

Forma realimentación.

Donde:

La configuración de la La Figura se denomina Sistema de control con realimentación unitaria, y es una de las más importantes en la ingeniería de control.

Para un estudio y análisis intensivo visite nuestro nuevo sitio:

dademuch.es

Diagrama de Bloques (Teoría y Práctica)

Ver también:

Ejercicio de diagrama de bloques a partir de la Transformada de Laplace

Ejercicio de Diagrama de bloques a partir de representación en variables de estado 

Diagrama de Bloques para un Sistema Electromecánico

El siguiente ejemplo ilustra la manera de obtener la Función de Transferencia de un modelo con realimentación, utilizando las reglas mencionadas en la Tabla 3-1 y las del modelo en cascada, para reducir Diagramas de Bloques:

BD Reductionn

Ejemplos de reducción de diagramas de bloques - Hallar la función de transferencia mediante álgebra de bloques.
  1. Obtener la función de transferencia G(s)=Y(s)/R(s)  de la Figura 1, empleando técnicas de reducción por álgebra de bloques.

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ATENCIÓN: Si no encuentra lo que busca….Puedo resolverle ejercicios y problemas de diagrama de bloques de inmediato. Por favor envíe un mensaje a mi WhatsApp y le doy la solución lo más pronto posible…+34747459738…puede pagar con Paypal y TC.

2. Determinar la función de transferencia

Para ver la solución de este problema ver: Diagrama de bloques – Catálogo 8

Fuentes:

  1. Modern_Control_Engineering, Ogata 4t
  2. Senales y Sistemas – Shaum
  3. Control Systems Engineering, Nise
  4. Sistemas de Control Automatico, Kuo
  5. Mecatrónica sistemas de control electrónico en la ingeniería mecánica y eléctrica, Bolton
  6. Introducción a los sistema de control con Matlab, Hernández Gaviño

Para más ejemplos y problemas resueltos te puede interesar: Diagrama de bloques – Catálogo 8

Donación

Diagrama de Bloques - Problemas resueltos - Catálogo 8

En esta guía PDF  se determina el Diagrama de Bloques y la Función de Transferencia mediante la aplicación álgebra de bloques, de los ejercicios que forman parte de la cátedra de sistemas de control, señales y sistemas, análisis de redes eléctricas, etc. Cada problema tiene un costo de 12.5 euros. La Guía completa tiene un valor de 27.5 euros. Se facilita pago a través de Paypal en Diagrama de bloques – Catálogo 8.

1. Obtener la función de transferencia G(s)=Y(s)/R(s)  de la Figura 1, por dos métodos: empleando técnicas de reducción por álgebra de bloques y utilizando la fórmula de Mason.

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2. Obtener la función de transferencia G(s)=C(s)/R(s)  de la Figura 2, por dos métodos: empleando técnicas de reducción por álgebra de bloques y utilizando la fórmula de Mason.

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3. Obtener la función de transferencia G(s)=C(s)/R(s)  de la Figura 3, empleando técnicas de reducción por álgebra de bloques.

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4. Determinar la función de transferencia G(s)=Y(s)/R(s)  en el siguiente diagrama de bloques.  

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5. Hallar las ecuaciones del sistema de la Figura 7 y representarlo mediante variables de estado. A partir de allí determinar el diagrama de bloques del sistema. Luego, utilizando álgebra de diagrama de bloques, Hallar la función de transferencia X(s)/U(s). Considerar a x(t) como la salida y a u(t) como la entrada. Comprobar el resultado mediante transformada de Laplace.

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6. Hallar las ecuaciones del sistema de la Figura 8. Hallar la representación matricial del sistema (variables de estado). Considere a x1(t) como la salida, y a u(t) como la entrada. Construya el diagrama de bloques del sistema y utilizando álgebra de bloques determinar la función de transferencia X1(s)/U(s).

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7. Hallar las ecuaciones del sistema de la figura 22. Determinar la función de transferencia X1(s)/U(s). Determinar el diagrama de bloques del sistema a partir de la función de transferencia obtenida.

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8. Hallar las ecuaciones del Sistema de la Figura 24. Hallar la representación en espacio de estados del sistema, considerando a Θ1(t) como la salida y a T(t) como la entrada. Hallar el diagrama de bloques del sistema y a partir de allí, mediante álgebra de bloques, determinar la función de transferencia Θ1(s)/T(s).

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9. Hallar las ecuaciones del sistema de la Figura 25. Determinar la función de transferencia X1(s)/F(s). Obtener el diagrama de bloques del sistema a partir de la función de transferencia obtenida (Explicar paso a paso). Graficar la respuesta del sistema a una entrada función escalón mediante Matlab. Considerar k1= k2= k3= 1 N/m, b1= b2= b3=1 N-s/m, m1= m2= m3=1 Kg.

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Gráfica de respuesta al escalón unitario del ejercicio 9.

10. Determinar las ecuaciones diferenciales que representan el modelo del sistema de la Figura 75. Utilizar el método de análisis de nodos. Hallar la función de transferencia Vo(s)/V(s). Realice la representación del sistema en diagrama de bloques a partir de la función de transferencia Vo(s)/V(s). Considerar R1=1Ω,  R2= R3=1 Ω, L=1 H, C1=C2=1 pF.

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11. Obtener la función de transferencia Vo(s)/V(s) del sistema eléctrico de la figura 75, a partir del diagrama de bloques del sistema obtenido en el problema 10, utilizando álgebra de bloques. Simular y analizar en Matlab la respuesta del sistema a una entrada escalón unitario.

12. Hallar la representación en espacio de estados del Sistema mostrado en la Figura 39 suponiendo que Θ4(t) es la salida y T(t) es la entrada. Dibujar el diagrama de bloques del sistema y hallar la función de transferencia Θ4(t)/T(t). Considerar k=2 N-m/rad, b=16 N-m-s/rad, J=4  Kg-m2

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13. Hallar la función de transferencia ΘL(s)/Ei(s) del Sistema mostrado en la Figura 56. Hallar la representación en espacio de estados del sistema, suponiendo que ΘL(t) es la salida y que ei(t) es la entrada. Representar el Sistema mediante un diagrama de bloques. A partir del diagrama de bloques del sistema, determinar nuevamente y por medio de álgebra de bloques la función de transferencia ΘL(s)/Ei(s).

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14. Hallar la función de transferencia ΘL(s)/Θr(s) del Sistema  mostrado en la Figura 59. Diseñar el diagrama de bloques del sistema.

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15. Hallar la función de transferencia Q2(s)/Q1(s) del Sistema de Nivel de Líquido mostrado en la Figura 68. Hallar la representación en espacio de estados del Sistema tomando a q2(t) como la salida, y a q1(t) como la entrada. Obtener el diagrama de bloques del sistema y determinar la misma función de transferencia por medio de álgebra de bloques.

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16. Un modelo muy simplificado de la dinámica de un cohete, se observa en la Figura 1. Una barra uniforme de masa m y longitud 2L, sometida a la fuerza de la gravedad en G (centro de gravedad de la barra) y a dos fuerzas exteriores aplicadas en su extremo inferior: una vertical V(t) y otra horizontal H(t). Se pide: i) Dibujar el diagrama de variables de entrada y salida. Caracterizar el punto de equilibrio determinado por x(0)=0, y(0)=0, .ii) Obtener el sistema de ecuaciones linealizado alrededor del punto de equilibrio. iii) Dibujar el diagrama de bloques del sistema. iV)Obtener a partir de él las funciones de transferencia:

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17. Determinar la expresión para la salida C(s) del sistema de la Figura 90:

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Figura 90

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Atención:

Te recomiendo el libro “Sistema masa-resorte-amortiguador, 73 Ejercicios Resueltos”. Lo he escrito luego de agrupar, ordenar y resolver los ejercicios más frecuentes en los libros que se utilizan en las clases universitarias de Ingeniería de Sistemas de Control, Mecánica, Electrónica, Mecatrónica y Electromecánica, entre otras. En el texto hay abundantes ejemplos de diagrama de bloques del sistema y su aplicación para hallar la función de transferencia.

Si necesitas adquirir la destreza de solucionar problemas, ésta es una excelente opción para entrenarte y ser eficaz al presentar exámenes, o tener una base sólida para iniciar estas carreras profesionales. 

INDICE

  • Capítulo 1———————————————————- 1
    • Sistema Masa-Resorte-Amortiguador (desplazamiento traslacional)
  • Capítulo 2———————————————————- 51
    • Sistema Masa-Resorte-Amortiguador (desplazamiento rotacional)
  • Capítulo 3———————————————————- 76
    • Sistema Mecánico con engranajes
  • Capítulo 4———————————————————- 89
    • Sistema eléctrico, electrónico
  • Capítulo 5———————————————————-114
    • Sistema Electromecánico – Motor DC
  • Capítulo 6——————————————————— 144
    • Sistema del nivel de líquido
  • Capítulo 7——————————————————— 154
    • Linealización de sistemas no lineales

Revisión literaria hecha por:

Prof. Larry Francis Obando – Technical Specialist – Educational Content Writer

Se hacen trabajos, se resuelven ejercicios!!

WhatsApp:  +34747458738  Atención Inmediata!!

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Atención: Si lo que Usted necesita es reducir un Diagrama de Bloques complejo, resolver con urgencia un problema de “Sistema Masa-Resorte-Amortiguador” (encontrar la salida X(t), gráficas en Matlab del sistema de 2do Orden y parámetros relevantes, etc.), o resolver un problema más complejo que involucra el uso de dispositivos electromecánicos (motor, sensor, etc) en un sistema de control…para entregar a su profesor en dos o tres días, o con mayor urgencia…o simplemente necesita un asesor para resolver el problema y estudiar para el próximo examen…envíeme el problema..Yo le resolveré cualquier problema de Sistemas de Control, le entrego la respuesta en digital ..opcional simulación en Matlab.

Relacionado:

Diagrama de Bloques para un Sistema Electromecánico

Dinámica de un Sistema Masa-Resorte-Amortiguador

Electrical Engineer, Flujo de Potencia

Flujo de Potencia – Simulación con Matlab

Versión pdf: Flujo de Potencia – Análisis y Simulación.

Las herramientas de Matlab para el análisis de sistemas de potencia pueden dividirse en dos tipos: programas comerciales y programas destinados a la educación e investigación. Entre los comerciales se mencionan los siguientes: NEPLAN, PowerWorld y ATP. La principal desventaja de estos es que son programas de código cerrado, por tanto no se pueden modificar sus rutinas o agregar nuevos modelos de dispositivos eléctricos, lo que limita enormemente su aplicación para el análisis de nuevas tecnologías, así como su aplicación para la investigación y la educación. En contraste, Matpower (Matlab Power System Simulation Package) es una herramienta de código abierto, fácilmente modificable que se adapta a las necesidades del mundo académico. En sus propias palabras, el matpower-guide reza: MATPOWER is a package of MATLAB M-files for solving power flow and optimal power flow problems. It is intended as a simulation tool for researchers and educators that is easy to use and modify. MATPOWER is designed to give the best performance possible while keeping the code simple to understand and modify…MATPOWER is free. Anyone may use it. A continuación, la Figura 1 muestra un resumen de los paquetes basados en Matlab para el análisis de sistemas de potencia:

Figura 1: Paquetes basados en Matlab para el estudio de sistemas de potencia.

Fuente: (Guzmán M. , 2012)

Aplicación.

Caso 9 Bus IEEE

Caso 30 Bus IEEE

A continuación se presentan aplicaciones específicas de Matlab y su herramienta Matpower para analizar casos IEEE de 30 barras y 9 barras (Figuras de arriba). Si bien, la función objetivo puede ser cualquiera (en estos ejemplos se utilizan los algoritmos “Simulated Annealing” y “Tabu Search” ), la corrida de flujo de potencia es un buen ejemplo del cómo se ejecuta dicha corrida en Matlab. Para ejecutar los ejemplos se debe crear un archivo .m para cada título (a,b,…etc), con el nombre exactamente igual como aparece en la lista porque…. Cada uno de ellos es utilizado por el Principal y deben estar todos cargados en matlab en la misma bandeja, la misma vía de acceso, para que matlab los encuentre. Adicional a esto, se deben copiar y cargar en Matlab varios archivos de la librería de Matpower.

  1. Tabu Search
    1. Principal.m
    2. st.m
    3. ogranicenja.m
    4. JANA.m
    5. Fobj.m
    6. Ybus.m
    7. Caso_30Bus.m
    8. Caso_9Bus.m
    9. Deberá obtener de la librería de Matpower y cargar en Matlab los siguientes archivos:
      1. test.mat
      2. all.mat
      3. bus.mat
    10. También debes crear un par de archivos jpg para las imágenes de cada caso mostradas más arriba
      1. Caso_30Bus.jpg
      2. Caso_9Bus.jpg

Instrucciones: Al darle play al archivo Principal.m, se te abre una ventana interactiva (IDE). Del lado superior izquierdo elegirás el tipo de bus (9 o 30), elegirás el método (solo tabu search por los momentos), la función objetivo (solo aparece pérdidas) y luego llenas las características para el tabu search, coloqué un botón que indica por defecto y te lanza unos datos, dale a por defecto (tmax aumenta el tiempo de iteración, mejora la solución por si quieres jugar con el). Presionas el botón Corrida que es de color Morado, e iniciará los cálculos Esperas a que termine y en resultados puedes ver todas las respuestas. Sabrás que el programa terminó porque te mostrará una gráfica y desaparecerán todo el desastre de gráficas y tablas que estaban antes. También en la ventana de comando te saldrá un tiempo, el que tardó en cada vuelta. Hay dos botones de imagen, uno te lanza el resultado de las pérdidas verás que la gráfica es una curva que baja. El otro botón de Imagen te da otra gráfica, que es la de iteraciones por Bus.

  1. Tabu Search (variante)
    1. Caso_30Bus.m
    2. Caso_9Bus.m
    3. Bus30.m
    4. Bus9.m
    5. Instrucciones: En este caso no se ejecuta un IDE sino que la corrida se observa directamente en la cónsola de Matlab. Debes cargar todos los archivos restantes del caso anterior. El principal en este caso es Bus30, o Bus9.
  2. Simulated Annealing
    1. En este ejemplo tendremos más de 80 archivos. La manera más práctica de compartir este ejemplo contigo es que me envíes tu dirección de correo electrónico y utilizo la herramienta de google drive para compartir todo en uno, (igual podemos hacer lo mismo con Tabu Search) de manera tal que lo descargues en tu compu, luego direccionas matlab adecuadamente y ejecutas…sencillo, gratis y un placer por servir. Por favor escribir solicitud a dademuchconnection@gmail.com

La programación en Matlab fue desarrollada por el estimado profesor de la EIE-UCV  Rafael Malpica.

Post by: Larry Francis Obando – Technical Specialist – Educational Content Writer

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Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central de Venezuela, Caracas.

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