T3: Sistemas eléctricos y electrónicos · Electrónica digital — TECNOLOGIA E INGENIERIA II PEvAU Andaluc%25252525252525252525252525C3%25252525252525252525252525ADa 2025

T3: Sistemas eléctricos y electrónicos

Electrónica digital

Problema

2025 · Ordinaria · Suplente

EJERCICIO 3 - OPCIÓN A

a) Dada la siguiente tabla de verdad, se pide:

Nota: X representa un estado indiferente

a.1) Obtener la expresión de la función

F

lo más simplificada posible.a.2) Diseñar un circuito que realice dicha función con puertas lógicas.b) ¿Qué se entiende por perturbaciones en un sistema de control y cuáles pueden ser sus causas? ¿Qué tipo de sistema de control es capaz de corregir el efecto de las perturbaciones en la variable controlada? Razonar la respuesta.

Tabla de verdadSimplificación lógicaSistema de control

a)a.1) Obtener la expresión de la función

F

lo más simplificada posible.

Se transcribe la tabla de verdad a un mapa de Karnaugh, considerando las variables de entrada como A (más significativo) hasta D (menos significativo), y utilizando los estados indiferentes (X) para simplificar la expresión.

Datos:\ La tabla de verdad se representa en el siguiente mapa de Karnaugh (A y B en filas, C y D en columnas):\\ \begin{array}{|c|c|c|c|c|}\n\hline\nCD\backslash AB & 00 & 01 & 11 & 10 \\n\hline\n00 & 0 & 0 & X & 0 \\n01 & 0 & 1 & 1 & 0 \\n11 & X & X & 1 & 0 \\n10 & 0 & 0 & 1 & 1 \\n\hline\n\end{array}

Fórmulas: Para la simplificación se agrupan los '1' y los estados indiferentes 'X' en la mayor cantidad posible de potencias de 2 (2, 4, 8, etc.), buscando grupos que maximicen la eliminación de variables.Sustitución:Se identifican los siguientes grupos:

• \textbf{Grupo 1} (cuatro celdas): Agrupa las celdas (AB=01, CD=01), (AB=01, CD=11, que es X), (AB=11, CD=01) y (AB=11, CD=11). En este grupo, A y C cambian, mientras que B y D permanecen constantes en '1'. Por tanto, este grupo se simplifica a $BD$ .\n

• \textbf{Grupo 2} (dos celdas): Agrupa las celdas (AB=10, CD=10) y (AB=11, CD=10). En este grupo, B cambia, mientras que A permanece en '1', C en '1' y D en '0'. Por tanto, este grupo se simplifica a $AC\bar{D}$ .\n

Resultado:

La expresión simplificada de la función $F$ es $F = BD + AC\bar{D}

a.2) Diseñar un circuito que realice dicha función con puertas lógicas.

Datos: La función simplificada obtenida en el apartado anterior es $F = BD + AC\bar{D}$ .Fórmulas: Se utilizan las puertas lógicas NOT, AND y OR para implementar la función.Sustitución: La implementación requiere:

• Una puerta NOT para obtener $\bar{D}$ .\n

• Una puerta AND de dos entradas para $BD$ .\n

• Una puerta AND de tres entradas para $AC\bar{D}$ .\n

• Una puerta OR de dos entradas para sumar los resultados de las dos puertas AND.\n

Resultado: El circuito lógico es el siguiente:

b) ¿Qué se entiende por perturbaciones en un sistema de control y cuáles pueden ser sus causas? ¿Qué tipo de sistema de control es capaz de corregir el efecto de las perturbaciones en la variable controlada? Razonar la respuesta.

Datos: Definiciones y conceptos de sistemas de control.Fórmulas: No aplica en este apartado teórico.Sustitución: No aplica en este apartado teórico.Resultado:Se entiende por perturbaciones en un sistema de control a aquellas señales o factores externos no deseados que actúan sobre el sistema y tienden a modificar el valor de la variable controlada, alejándola del valor de referencia o consigna. Estas perturbaciones no forman parte de la señal de control ni de la referencia, y su efecto es indeseado.Las causas de las perturbaciones pueden ser diversas, incluyendo:

• \textbf{Cambios en el entorno:} Variaciones en la temperatura ambiente, presión atmosférica, humedad, etc., que afectan el comportamiento del proceso.\n

• \textbf{Variaciones de la carga:} Cambios en la demanda o la resistencia a la que el sistema debe responder, como fluctuaciones en la cantidad de material a procesar o en la carga mecánica.\n

• \textbf{Ruidos:} Señales eléctricas o mecánicas no deseadas que pueden introducir errores en las mediciones de los sensores o en la transmisión de señales.\n

• \textbf{Desgaste o fallos de componentes:} Alteraciones en las características de los elementos del sistema debido al envejecimiento, deterioro o averías.\n

• \textbf{Intervenciones humanas:} Errores operativos o ajustes incorrectos que no forman parte de la operación normal y deseada del sistema.\n

El tipo de sistema de control capaz de corregir el efecto de las perturbaciones en la variable controlada es el sistema de control de lazo cerrado (o sistema de control realimentado).Razón de la respuesta: Los sistemas de control de lazo cerrado operan comparando la variable controlada (la salida real del sistema) con la variable de referencia (la salida deseada). Esta comparación genera una señal de error. El controlador utiliza esta señal de error para ajustar la acción de control sobre el sistema, de manera que la variable controlada se aproxime a la referencia. Cuando una perturbación intenta desviar la variable controlada de su valor deseado, el sensor detecta esta desviación, se genera un error y el controlador actúa para corregirla. Por el contrario, un sistema de control de lazo abierto no mide la salida ni la compara con la referencia, por lo que no tiene capacidad para detectar ni corregir los efectos de las perturbaciones.