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Diagramas de bloques
Problema
2025 · Ordinaria · Suplente
5.2
Examen

Dada la función de transferencia YR=A(B+C)\frac{Y}{R} = A \cdot (B + C), realiza las tareas que se indican a continuación.

a) Dibuje un diagrama de bloques equivalente la función de transferencia, utilizando un bloque por cada letra (A,B,CA, B, C).b) Justifique si el sistema está en lazo cerrado o en lazo abierto.c) Dibuje un diagrama de bloques, con un solo bloque, equivalente a la función de transferencia.
Función de transferenciaDiagrama de bloquesSistemas de control
a)

El diagrama de bloques equivalente a la función de transferencia Y/R=A(B+C)Y/R = A \cdot (B + C) se construye de la siguiente manera:Datos: La función de transferencia global es la multiplicación de AA por la suma de BB y CC. Esto implica que el bloque AA está en serie con una combinación en paralelo de los bloques BB y CC.Fórmulas: Para bloques en serie, las funciones de transferencia se multiplican. Para bloques en paralelo, las funciones de transferencia se suman.Sustitución: La entrada RR alimenta al bloque AA. La salida de AA (RAR \cdot A) se divide y alimenta a los bloques BB y CC en paralelo. Las salidas de BB (RABR \cdot A \cdot B) y CC (RACR \cdot A \cdot C) se suman para producir la salida YY. De esta forma, Y=(RAB)+(RAC)=RA(B+C)Y = (R \cdot A \cdot B) + (R \cdot A \cdot C) = R \cdot A \cdot (B+C).Resultado: El diagrama de bloques se representa como:

RA{BC}YR \longrightarrow \boxed{A} \longrightarrow \Bigg\{ \begin{array}{l} \longrightarrow \boxed{B} \longrightarrow \\ \longrightarrow \boxed{C} \longrightarrow \end{array} \Bigg\} \longrightarrow \sum \longrightarrow Y
b)

Justificación:Un sistema está en lazo cerrado si existe una trayectoria de realimentación desde la salida del sistema hacia su entrada, donde la señal de salida se utiliza para modificar o controlar la señal de entrada (generalmente mediante una comparación con una referencia). Un sistema en lazo abierto, por el contrario, no posee esta trayectoria de realimentación; la señal de salida no influye en la señal de entrada.La función de transferencia proporcionada, Y/R=A(B+C)Y/R = A \cdot (B + C), así como el diagrama de bloques obtenido en el apartado a), muestran una relación directa entre la entrada RR y la salida YY a través de una cadena de bloques en serie y paralelo, pero sin ningún camino que devuelva la señal de YY o una parte de ella a la entrada RR para su comparación o corrección.Resultado: El sistema está en lazo abierto.

c)

Para obtener un diagrama de bloques con un solo bloque equivalente a la función de transferencia Y/R=A(B+C)Y/R = A \cdot (B + C), se considera que la función de transferencia global es precisamente el contenido de ese único bloque.Datos: La función de transferencia del sistema es G(s)=A(B+C)G(s) = A \cdot (B + C).Fórmulas: Para un sistema con un solo bloque, la función de transferencia de salida sobre entrada es igual a la función de transferencia del bloque.Sustitución: El bloque único debe encapsular la expresión A(B+C)A \cdot (B+C).Resultado: El diagrama de bloques equivalente con un solo bloque es:

RA(B+C)YR \longrightarrow \boxed{A \cdot (B+C)} \longrightarrow Y