Sistemas de PRIMER ORDEN Control ► Explicación DETALLADA ✍
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- čas přidán 23. 07. 2024
- Sistemas de primer orden control. Entiende su característica dinámica, ganancia estática, constante de tiempo y retardo de tiempo. Veremos como se comporta un sistema de primer orden ante diferentes entradas: Escalón, Rampa e Impulso. Este sistema es muy empleado en los sistemas de control de procesos.
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Los sistemas de primer orden en la teoría del control son, por definición, sistemas cuya representación o relación entrada-salida es una ecuación diferencial de primer orden o una función de transferencia cuyo máximo orden del denominador es orden uno.
Una ecuación diferencial de primer orden se diferencia porque su máxima derivada es de primer orden y no posee ninguna otra derivada de orden superior: el orden de una ecuación diferencial es el orden de la derivada de orden más alto presente en la ecuación.
Los sistemas de primer orden en los sistemas de control contienen un único elemento de almacenamiento de energía. En general, el orden de la ecuación diferencial de entrada-salida será el mismo que el número de elementos que son capaces de almacenar energía en el sistema.
Adicionalmente, los sistemas de control de primer orden con retardo, implica la adición de un termino no racional, el cual retarda el comportamiento dinámico del sistema un tiempo definido por el propio retardo. Ese retardo puede ser provocado comúnmente por el tiempo necesario para transportar energia, masa o información.
Los sistemas de primer orden con y sin retardo son un tipo extremadamente importante de sistemas. Muchos sistemas prácticos de la vida real son de primer orden; por ejemplo, un sistema de masa-amortiguador, un sistema sistema de calentamiento, un sistema de llenado y vaciado de tanques, etc, todos esos sistemas podemos modelarlos a través de una representación de primer orden.
Inclusive, los sistemas de orden superior a menudo se pueden aproximar como sistemas de primer orden con un grado razonable de precisión si tienen un modo dominante de primer orden (polo).
Al final de este video veremos unos sistemas de primer orden con ejercicios resueltos.
*** CONTENIDO ****
00:00 Sistemas de PRIMER ORDEN Control
01:10 Ecuaciones Diferenciales P. Orden
02:03 Ejemplo de Estudio del Video
04:13 Transformada de Laplace al Tanque
05:00 Función de Transferencia de Primer Orden con Retardo
06:40 Respuesta del Sistema de Primer Orden
08:13 Entrada tipo Escalón
09:27 Sistema Primer Orden SIN Retardo
10:24 Respuesta del Sistema ante un Escalón
12:20 Influencia del Polo
13:13 Estado Transitório
13:31 Estado Estacionario
13:49 Tangente en el Origen.
15:17 Valor de la Salida estado estable
15:55 Constante de Tiempo
16:09 Tiempo de Establecimiento
17:06 Influencia de la constante de tiempo
18:47 Influencia de la Ganancia Estatica
19:20 Sistema Primer Orden CON Retardo
20:36 Entrada Tipo Rampa
22:25 Entrada Tipo Impulso
24:26 Ejemplo
#sistemadeprimerorden #sistemasdecontrol #control
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05:00 Función de Transferencia de Primer Orden con Retardo
06:40 Respuesta del Sistema de Primer Orden
08:13 Entrada tipo Escalón
09:27 Sistema Primer Orden SIN Retardo
10:24 Respuesta del Sistema ante un Escalón
12:20 Influencia del Polo
13:13 Estado Transitório
13:31 Estado Estacionario
13:49 Tangente en el Origen.
15:17 Valor de la Salida estado estable
15:55 Constante de Tiempo
16:09 Tiempo de Establecimiento
17:06 Influencia de la constante de tiempo
18:47 Influencia de la Ganancia Estatica
19:20 Sistema Primer Orden CON Retardo
20:36 Entrada Tipo Rampa
22:25 Entrada Tipo Impulso
24:26 Ejemplo
Estimado señor, usted explica muy claro lo que no he entendodo ni en libros ni en clases. Graciaspro todas sus didácticas, eso es en verdad un aporte para la paz y el avance
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00:00 Sistemas de PRIMER ORDEN Control
01:10 Ecuaciones Diferenciales P. Orden
02:03 Ejemplo de Estudio del Video
04:13 Transformada de Laplace al Tanque
05:00 Función de Transferencia de Primer Orden con Retardo
06:40 Respuesta del Sistema de Primer Orden
08:13 Entrada tipo Escalón
09:27 Sistema Primer Orden SIN Retardo
10:24 Respuesta del Sistema ante un Escalón
12:20 Influencia del Polo
13:13 Estado Transitório
13:31 Estado Estacionario
13:49 Tangente en el Origen.
15:17 Valor de la Salida estado estable
15:55 Constante de Tiempo
16:09 Tiempo de Establecimiento
17:06 Influencia de la constante de tiempo
18:47 Influencia de la Ganancia Estatica
19:20 Sistema Primer Orden CON Retardo
20:36 Entrada Tipo Rampa
22:25 Entrada Tipo Impulso
24:26 Ejemplo
Muchas gracias por tu excelente Explicacion !!!
Muchísimas gracias, me hacía falta repasar esto
Me caes muy bien por las vibras que transmites, y mucho más por tu labor de maestro. Espero que la vida te recompense por ésto, cuidate mucho mi amigo Sergio.
Gracias Luis Angel por el comentario y tus buenos deseos, me alegra saber que te gusta el contenido. Te deseo lo mejor para vos también. Saludos y muchos éxitos!!
Muchas Gracias Sergio
Dale que apruebo!, Muchisimas gracias, muy buena explicacion
Con toda a aprobar 💪💪. Saludos!!
Muchas gracias por compartir conocimientos. De largo el mejor canal sobre control. Pero no he encontrado todavia como graficar un sistema que con t=0 me de un valor inical distinto de cero, que tenga condiciones iniciales distintas de cero
Muchas gracias por todo tu contenido, me siento iluminado, he aprendido bastante
Que bueno Alejandro que el contenido del canal te ha ayudado. Gracias por tomarte el tiempo de comentar. Éxitos.
Tus vídeos son tremendos Sergio, me están ayudando mucho.
Un saludo crack!!
Me alegra Copesito 4. Saludos para vos también.
El mejor canal de control que he encontrado, no se como youtube no difunde mas este tipo de contenido, gracias por compartir tanto conocimiento bro 👌🏻👍🏻
Gracias Jose, espero el canal pueda seguir aportándote mucho más. Saludos!
mis respetos....muy pero que muy bien explicado..el mejor que he visto en yt
Gracias Tony que bueno que te ha gustado el video.
Extraordinario video Muchas gracias
Gracias Adalberto, que bueno que te a gustado. Saludos!
Muchas gracias por la explicación..!! Muy bien explicado
Que buena explicación, muchas gracias!!!
De nada Tomás, saludos!!
Excelente contenido! Sin dudas será compartido con mis compañeros.
Gracias Lucas, que bueno que te ha gustado el video. Gracias por apoyar. Saludos!
Me safaste la vida. gracias por el video!
Que bueno que te ha servido el video Sabrina. Éxitos!
Dios del control
lindoooooooooooooooooooooooooooooooo
De nada Felipe. Um grande abraço!!
Tu é um monstro, no bom sentido é claro. Parabéns pelo seu trabalho!!
Muito obrigado Maurício. Que bom q consegues acompanhar os vídeos em espanhol e ppalmente que tens gostado. Grande abs. Tmj.
Muy bueno amigo!!
Muchas gracias Carlos!!
Con LGR puedo determinar la estabilidad, pero la controlabilidad? Gracias por este ejemplo, me ha ayudado mucho en un informe para la universidad
Simplemente un crack
Gracias Jorge, que bueno que te gustó el video. Éxitos!
Muy Bueno no hay video en donde yo no sienta que no entiendo muy bueno. Espero que este bien por allá saludos desde Panamá
Gracias Roderick me alegra que te haya gustado y que se haya entendido. Saludos para ti también.
crack
maestro de que otra forma se le llama a los polos y ceros ?..buen dio saludos desde colima
Profe! Un gusto saludarlo! Quería consultar si ofrece asesoría para resolver ejercicios? O puedo enviarle consultas por algun medio? Desde ya muchas gracias!
Hola, sabrias decirme como encontrar la constante de tiempo primaria cuando no se esta realizando ninguna reaccion, se ha elevado la temperatura de un reactor de tanque agitado a razón de 0,8º C/min y con una diferencial de temperatura entre la camisa y el reactor de 40ºC ?
Hola amigo oye estoy trabajando en el control de un horno aplicando un PID y me gustaría aplicar un poco de teoría para hacerlo un poco mas rápido y compensar las bajas de temperatura por cuestiones externas al sistema, no se si me puedas ayudar.
Buenas profe, tengo una duda si desconozco el valor de C o R en mi tau pero puede ser RC o RL aun así cualquier ejemplo relacionado con esto es muy útil , Cuál es la forma o cuántas maneras hay de poder obtener tau y con ello resolver sistemas de primer orden? Saludos y gracias por su atención.
Muy buen video, tengo una pregunta en el ultimo ejercicio que hiciste si en lugar de tener la funcion solo tuviera la grafica con los datos, de que manera pudiera encontrar la cte de tiempo T, ya lo intente interceptando las dos graficas la AK y la recta con punto en el origen y pendiente AK/T, me pudieras ayudar lo intentado de muchas formas pero siempre llego a incongruencias gracias..
Una de las formas es esa, interceptando la recta tangente del punto de inflexión con el valor en estacionario. Otra forma, es directamente ver el tiempo donde se estabiliza la gráfica, partiendo de la idea que el escalón fue aplicado en el segundo 0. Teniendo el tiempo donde se estabiliza, basta con dividirlo por 4, esa será tu constante de tiempo. Si tu escalón no comienza en el segundo cero, entonces haces la resta desde el tiempo donde se estabiliza la gráfica, menos el tiempo donde inicia el escalón, ese tiempo lo divides por 4 y esa es tu constante de tiempo
@@SergioACGiraldo muchas gracias
me gusta tu explicacion pero mi pregunta es esto me sirve para el tema de polos y ceros de primer orden
Si
Amigo, ha hecho algún vídeo de ejemplo con unidades ya específicas. Es que nos dejaron un ejercicio y tengo una duda con respecto al tipo de entrada
aca hay varios ejercicios usando la transformada de laplace, en ellos se combinan sistemas de primer orden y a veces de segundo orden.
czcams.com/video/hwZ3BJOSSX8/video.html
una preguntota, con que programa haces los graficos. Excelente video gracias!
Hola Ricardo, gracias. Los gráficos los hago con Matlab. Saludos!
hola ingeniero, me puedes pasar el video donde explicas el Heaviside, es que no lo encontre. Gracias
czcams.com/video/kp4hkDDgiXM/video.html
Muy bueno tu video! Me gusta la forma en la que explicas.
Me pregunto si me podrías orientar con unas dudas que tengo de un exámen.
Le comento.
En un examen me pidieron que diga la respuesta del sistema en Lazo Cerrado, pero sin hallar la función de transferencia (no aclara si es la de Lazo Abierto o Lazo Cerrado). Solo tengo el Bode del sistema en Lazo Abierto.
Entonces yo hallé la función de transferencia en Lazo Abierto mediante ese Bode y luego dibujé el Lugar de las Raíces (del sistema en Lazo Cerrado) a partir de dicha función. Luego mirando los polos puedo ver la respuesta al escalón del sistema en Lazo Cerrado.
1) Está bien este procedimiento?
2) es posible hacer lo pedido sin utilizar la función de transferencia en Lazo abierto para hacer el lugar de las Raíces?
Me está agobiando mucho este exámen 😑😑
Con Nyquist sale.
Haz uno para segundo orden plis
Hola Evil, ya lo estoy preparando. Saludos.
Siempre estoy encantada con sus clases!! Recomendado al 100% !!! Tengo una pregunta que me gustaria que me ayude a resolverla, es la siguiente: la ganancia para un sistema de 1 er orden puede ser negativa ? por qué y en qué caso? Le agradecería que pueda responderme
Hola Elizabeth, gracias. Con respecto a tu pregunta, SI, una ganancia puede ser negativa. Esto indica que el sistema tiene una respuesta invertida. Por ejemplo si aplicas en escalón unitário (positivo), la respuesta de tu sistema decrementa en lugar de incrementar como los ejemplos mostrados en este video. Un ejemplo real sería un refrigerador, donde aplicas un escalón al sistema (Energizas el sistema) y la temperatura comienza a disminuir, en este caso tu ganancia es negativa. Si fuera un horno por ejemplo, la temperatura comenzaría a aumentar, en ese caso la ganancia es positiva. Nota que a ambos ejemplos se les aplicó un escalón positivo (por decir de 0% a 100%).
@@SergioACGiraldo Wow muchas gracias :) Quedé fascinada con este curso gracias a usted.. Gracias!!
Tío Sergio, tendrá videos de compensadores de atraso, adelato y adelato-atraso?
Hola Dhilan, por el momento no, pero son videos que pretendo hacer en el canal, en la lista de reproducción de el dominio frecuencial. Saludos!!
Sergio, podría decirme que software usa para sus presentaciones? Le agradezco
Hely, para todas mis presentaciones uso simplemente Power Point. Saludos!
en que parte del sitio estan las tablas de la transformada de laplace
➤ Sito WEB y Tablas de Laplace: wp.me/p5P46A-u8
como calcularía el tiempo de crecimiento?
Sergio excelente video.. Una pregunta: "Cuando a un sistema LTI se le aplica dos o más señales de entrada, estamos hablando de sistemas de control clásico" pero "Cuando a un sistema dónde sus coeficientes cambian constantemente y se le aplica a partir de dos señales de entrada(Estamos hablando de sistema de control moderno)"....Quisiera que me corrigas si es necesario, Gracias
No, cuando el sistema tiene más de una entrada, o más de una salida, se entra en la teoría del control multivariable. A este puedes aplicarle técnicas clásicas o modernas de control, o sea representarlo por función de transferencia o por espacio de estado respectivamente. Por otro lado si los coeficientes de tu sistema cambian, ya no sería un sistema LTI, seria un sistema LTV (sistemas lineales variantes en el tiempo)
Genial Sergio, Muchas gracias por las aclaraciones....Bendiciones
si h(t) esta dentro de una raíz se puede aplicar la trasformada de Laplace ?
No, porque sería NO lineal, eso está explicado en el video del modelado del tanque: czcams.com/video/hXrpzuUK-EU/video.html Saludos.
Una pregunta ¿Qué requisitos recomiendas que tenga la computadora para trabajar en esto de control automático?
Granjaman, va a depender de para que área del control lo quieres, para el control clásico no necesitas de mucho, ahora si deseas realizar optimizaciones te recomiendo conseguir uno de buen porte como un PC gamer.
Os primeiros três links ("Información, Curso e Conceptos") não funcionam comigo.
Mas eles não estão abrindo? Muito estranho eu acabei de clicar e funcionaram. Tentaste utilizar outro navegador e ver se funciona?
@@SergioACGiraldo Sim, Chrome e Edge.
ayudas en examenes en linea ?
De pronto donde puedo encontrar un ejercicio desarrollado donde apliquen todo lo que mencionan con datos experimentales ?
El modelo de primer orden es bastante usado, tengo 2 videos al respecto con datos experimentales.
Identificación de la temperatura de un horno: czcams.com/video/R_VjgA_A6ds/video.html
Identificación de una planta Motor-Generador: czcams.com/video/P4vRdVkR8RU/video.html
Hola, estoy interesada en comprar el curso de simulink de udemy, pero hay varias cosas que ya sé, me interesó su perfil porque soy estudiante de Ing Química, me gustaría saber si tienes un curso más aplicado al control de procesos quimicos y a reactores con matlab y simulink. Gracias
Hola Laura, en el curso de Simulink que tengo en UDEMY trato varios aspectos importantes como el manejo de las S-Function donde hacemos modelos de reactores, y la parte final tratamos un poco también sobre el control de procesos aplicados a una columna de destilación Wood and Berry además de tratar vários aspectos de Simulink (imagino viste todo el contenido tratado en el curso) Acá en el canal, tengo la lista de análisis de sistemas donde tratamos algunos procesos químicos y mostramos como simularlo y listas de control de procesos. Te recomiendo siempre visitar el sitio web con los links de las descripciones pues muchas veces en el video no muestro las simulaciones pero en el sitio web hay descarga de los códigos en matlab o simulink.
▶️ CURSO DE SIMULINK : bit.ly/3a0W8Xr
▶️ Análisis de Sistemas: bit.ly/2lOt6al
▶️ Control Realimentado: bit.ly/2SJeMee
▶️ Control Predictivo (MPC): bit.ly/2BpR5Sp
@@SergioACGiraldo excelente, mil gracias
Sergio si yo tengo G(s)=(Ke^(-θs))/((T1s+1)(T2s+1)) cómo sería en el dominio del tiempo?
Va a depender del tipo de entrada que le coloques, pero esa función de transferencia de segundo orden. Para encontrar la respuesta temporal debes aplicar la transformada inversa de laplace, en el canal tenemos una lista de ejercicios que talvez te puedan ser de utilidad: czcams.com/video/kp4hkDDgiXM/video.html
Muchas gracias nuevamente. Tengo una inquietud, la función de theta la describes como una función de retraso por la longitud de la manguera, pero los líquidos al considerarse incompresibles según la teoría de fluidos tendrían una respuesta de salida inmediata independientemente de la longitud de la manguera. Es entonces la función de theta en el ejemplo una representación de una demora en la apertura de la válvula desde que arranca el tiempo cero? Muchas gracias.
No, Theta en este caso es un retardo de translado de masa del liquido desde el punto inicial hasta llegar al tanque, considerando que la manguera está vacía, el flujo no tendrá una salida inmediata y en este caso si depende de la longitud de la manguera.
@@SergioACGiraldo A, ya entiendo. Muchas gracias. Me parece un valor que aparentemente es difícil de definir, porque Theta en realidad se convertiría en una variable al depender de la velocidad del flujo, que a su vez depende de la apertura de la válvula y a su vez de si se trata de un flujo laminar o turbulento. Pero yo creo que para el ejemplo que explicas se podría aproximar con un tiempo sobre una distancia, qué opinas de esa aproximación, o cómo encontrarías el valor de Theta?
@@diegogallego9370 claro esa variable va a depender de diversos factores físicos dependiendo del sistema, pero en si, no deja de ser un tiempo que representa el retraso que tienes para ver la dinámica de la planta una vez has aplicado el estimulo (en este caso una vez abriste la válvula), experimentalmente con un cronometro puedes darte una estimativa, eso si tambien va a depender de sistema para sistema, dado que existen sistemas que pueden presentar tiempo muerto variable, pero en fin, para fines práctricos y generales es solo el tiempo que tardas en ver tu respuesta una vez aplicas el estimulo.
@@SergioACGiraldo Muchísimas gracias. Me estás ayudando mucho para mi curso de control.
primero modelo el sistema, si quiero modelar un motor de pasos que debo de tener en cuenta
o sea quiero poner a girar una articulación por medio de un motor de pasos, tengo n encoder y por medio de un arduino
Saludos tengo una pregunta este tema es sistema de primer orden en serie ?
Este es el tema de sistemas de primer orden, puedes colocar varios de estos sistemas en serie y vas a obtener un sistema de orden superior.
@@SergioACGiraldo gracias por responder !!
hola buen día, será que me podría ayudar con unos examenes? no entiendo mucho y mi profesor es medio malo pq ni explica
estoy algo muy urgida!!:(
Que ocurre si tenemos ceros en el numerador???
Ofen, eso lo abordamos en el siguiente video: czcams.com/video/ffBXc8EVzHQ/video.html
Antes de estudiar sistemas de primer orden debo revisar otros cursos verdad? Ya que hablas de impulsos, rampas y funciones de transferencia y eso no se abordo en Algebra de bloques.
Debes entender como trabajar con la transformada de Laplace.
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