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Diagramas de bloques y control
Problema
2024 · Extraordinaria · Titular
5.2
Examen
BLOQUE 5. SISTEMAS INFORMÁTICOS EMERGENTES Y SISTEMAS AUTOMÁTICOS

Observa el diagrama de bloques y realiza las tareas que se indican.

Imagen del ejercicio
a) Justifique si el sistema está en lazo cerrado o en lazo abierto.b) Simplifique el diagrama para obtener uno equivalente con un solo bloque.c) ¿Cuál es la función de transferencia entre R e Y?
Lazo cerradoFunción de transferenciaÁlgebra de bloques
a)

Justifique si el sistema está en lazo cerrado o en lazo abierto.El sistema está en lazo cerrado. Se observa una trayectoria de realimentación que conecta la salida (Y)(Y) con la entrada, específicamente con el sumador donde se compara con la referencia (R)(R). La existencia de esta señal de realimentación (en este caso, negativa) es la característica definitoria de un sistema de control en lazo cerrado.

b)

Simplifique el diagrama para obtener uno equivalente con un solo bloque.El diagrama representa un sistema de control con realimentación negativa unitaria, donde los bloques CC y GG están en serie en el camino directo.Datos

Función de transferencia en el camino directo: $G_{\text{directo}} = C \cdot G
Función de transferencia en el camino de realimentación: $H = 1 \quad\text{(realimentación unitaria negativa)}

Fórmulas

La función de transferencia global $(T) \quad\text{para un sistema con realimentación negativa es:}
T=Gdirecto1+GdirectoHT = \dfrac{G_{\text{directo}}}{1 + G_{\text{directo}} \cdot H}

Sustitución

T=CG1+(CG)1T = \dfrac{C \cdot G}{1 + (C \cdot G) \cdot 1}

Resultado

El bloque equivalente es $T = \dfrac{C \cdot G}{1 + C \cdot G}
c)

¿Cuál es la función de transferencia entre R e Y? La función de transferencia entre la entrada RR y la salida YY, denotada como Y(s)R(s)\dfrac{Y(s)}{R(s)}, es la función de transferencia global del sistema en lazo cerrado, obtenida en el apartado b).Datos

Función de transferencia en el camino directo: $G_{\text{directo}} = C \cdot G
Función de transferencia en el camino de realimentación: $H = 1

Fórmulas

Lafuncioˊndetransferenciaentrelaentradaylasalidadeunsistemaconrealimentacioˊnnegativaes:La función de transferencia entre la entrada y la salida de un sistema con realimentación negativa es:
Y(s)R(s)=Gdirecto1+GdirectoH\dfrac{Y(s)}{R(s)} = \dfrac{G_{\text{directo}}}{1 + G_{\text{directo}} \cdot H}

Sustitución

Y(s)R(s)=CG1+(CG)1\dfrac{Y(s)}{R(s)} = \dfrac{C \cdot G}{1 + (C \cdot G) \cdot 1}

Resultado

Y(s)R(s)=CG1+CG\dfrac{Y(s)}{R(s)} = \dfrac{C \cdot G}{1 + C \cdot G}