Si la señal de entrada, x(t), fuera variable en el tiempo, debido a los elementos almacenadores de energía (inercias, capacidades, etc.) la respuesta del sistema de medida, y(t), es distinta a la que presentaría si la entrada fuera constante como en los sistemas estáticos.
El comportamiento del sistema de medida está descrito mediante las características dinámicas: error dinámico y velocidad de respuesta (retardo).
Velocidad de Respuesta (Retardo)
Capacidad de la magnitud de salida de seguir en el tiempo las variaciones de la señal de entrada.
Error Dinámico
Diferencia entre el valor indicado y el valor exacto de la variable medida cuando el error estático es cero.
Sistemas de Orden Cero
El error dinámico es nulo y que el retardo es también nulo.
Sistemas de Primer Orden
El parámetro dinámico que representa un sistema de primer orden es su constante de tiempo aunque se pueden definir otros parámetros que también pueden caracterizar lo rápido que resulta un sistema de primer
orden como son tr y ts.
Tiempo de Levantamiento tr: Tiempo que transcurre entre que el sistema alcanza el 10% y 90% del valor final.
Tiempo de estblecimiento ts: Tiempo que transcurre mientras el sistema proporciona una salida dentro del margen de tolerancia establecido por su precision.
Sistemas de Segundo Orden
Los sistemas de segundo orden se pueden clasificar en tres categorías:
1. Procesos consistentes en dos o más procesos de primer orden, en serie o en paralelo, por
los que fluye materia o energía.
2. Sistemas inherentes de segundo orden. No son frecuentes en las industria, algunos ejemplos son los manómetros o las válvulas neumáticas.
3. Un proceso con su controlador presenta una dinámica de segundo orden o de orden superior.
En los sistemas de segundo orden, la respuesta ante una entrada escalón no tiene un aspecto único, sino que pueden presentarse tres casos diferentes según la inercia y la amortiguación que presente el sistema:
* Respuesta Sobreamortiguada
Es la respuesta obtenida cuando ζ > 1, las dos soluciones son reales.
En este caso la respuesta no presenta oscilaciones. Cuanto mayor es el coeficiente de amortiguamiento más amortiguada es la respuesta, el sistema necesita más tiempo para alcanzar el nuevo estado estacionario. La ganancia Kp tiene el mismo sentido físico que para los sistemas de primer orden.
* Respuesta críticamente amortiguada
Cuando solo hay una solución real (repetida), ζ = 1:
No presenta oscilaciones la respuesta es mas rapida que la sobreamortiguada.
* Respuesta subamortiguada
Se obtiene cuando las soluciones son complejas (conjugadas, obviamente), para que eso se produzca ζ < 1.
La respuesta es rapida y presenta oscilaciones.
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| Respuesta de sistemas de segundo orden según su coeficiente de amortiguamiento. |
Error
Diferencia entre el valor medido y el valor real de la variable.
Si el proceso está en condiciones de régimen permanente existe el error estático.
En condiciones dinamicas el error varia, error dinámico.
* Errores Graves: Errores Humanos
* Erores Sistemáticos
- Instrumentales
- Ambientales
* Errores Aleatorios: Cuando se desconocen sus causas.
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