Filtros Pasa Bajo y Pasa banda

CONTROL 1 – COLABORATORIO 1

Leonard Enrique Bravo Pinto, Juan Luis Buitrago Díaz

leonbravo_72@hotmail.com, Jlbd89@hotmail.com, 

Programa de Ingeniería Electrónica, Universidad del Magdalena

Santa Marta D.T.H.C., Colombia

1.      Filtro pasa bajo en configuración Sallen Key de segundo orden.

Formula de la función de transferencia para el filtro

  

En nuestro diseño se utilizo una ganancia unitaria y se calcularon los siguientes valores R₁=3.75kΩ R₂=3.75kΩ

C₁= 10nf y C₂= 20nf

Grafica del filtro

                    Gráfica obtenida en Matlab                           

Gráfica obtenida en Proteus 

2.      Filtro pasa banda en configuración Sallen Key de segundo orden.

Formula de la función de transferencia para el filtro

En nuestro diseño se utilizo una ganancia Am = -2 y un factor de calidad Q = 10, se asumieron los capacitores  C₁= C₂= 100nf calcularon los siguientes valores R₁= 7.96kΩ R₂=31.8kΩ,R₃=80.4Ω

Grafica del filtro

  Grafica obtenida en Matlab                

Grafica obtenida en Proteus

CONCLUSION

Comparando las  graficas obtenidas después de realizar la simulación en los programas de estudio, se puede decir que la simulación en cualquiera de los dos programas es bastante eficiente e ideal, permiten obtener resultados precisos en muy corto tiempo, el diseñador puede confiar en los datos que entrega el programa para realizar sus implementaciones físicas, que no tendrán la misma respuesta ideal que se quiere perosi una muy cercana. La únicadiferencia que se pudo percibir durante la realización del estudio fue la orientación que tiene el programa hacia el usuario,proteus ofrece una interfaz un  poco mas grafica que permite entender más fácilmente él procedimiento a realizar mientras que matlab es un programa más robusto que implica un poco mas de conocimiento a la hora de su manejo por lo que usuario deberá tener mayor manejo de este para poder realizar la práctica.

Los resultados numéricos difieren en muy pequeños valores entre sí, siendo poco significativa la diferencia entre estos, la elección del programa a trabajar queda en manos del diseñador, por simplicidad se puede escoger proteus mientras que matlab se puede usar para cálculos y operaciones más complejas, también es conocido que matlab ofrece muchas másopciones a la hora de analizar la respuesta de los sistemas, asi que si se requiere un análisis mas a fondo se puede escoger matlab.

También existe la posibilidad de utilizar los programas en conjunto y tener dos diferente opciones a la hora de referenciar y sustentar los cálculos realizados. 

DIAGRAMA DE BLOQUES DE SISTEMAS DE CONTROL

Un diagrama de bloques es una representación gráfica y abreviada de la relación de causa y efecto entre la entrada y la salida de un sistema físico. Proporciona un método útil y conveniente para caracterizar las relaciones entre los diversos componentes de un sistema de control.

Los componentes de sistema se llaman de manera alterna elementos del sistema. La forma mas simple de un diagrama de bloques es un solo bloque, con una entrada y una salida, como se muestra en la figura

El interior del rectangulo representa el bloque, usualmente contiene la descripcion o el nombre del elemento, o el simbolo de la operacion matematica que se va a efectuar sobre la entrada para producir la salida. Las flechas representan la direccion de la informacion o flujo de la señal.

¿QUÉ ES UN SISTEMA DE CONTROL?

Un sistema dinámico puede definirse conceptualmente como un ente que recibe unas acciones externas o variables de entrada, y cuya respuesta a estas acciones externas son las denominadas variables de salida.   

Las acciones externas al sistema se dividen en dos grupos, variables de control,  que se pueden manipular, y perturbaciones  sobre las que no es posible ningún tipo de control. La   Figura 3  ilustra de un modo conceptual el funcionamiento de un sistema.

Dentro de los sistemas se encuentra el concepto de sistema de control. Un sistema de control es un tipo de sistema que se caracteriza por la presencia de una serie de elementos que permiten influir en el funcionamiento del sistema. La finalidad de un sistema de control es conseguir, mediante la manipulación de las variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores prefijados.

Entrada: Estimulo aplicado al sistema de control para producir una respuesta especificada.

Salida: Respuesta obtenida que puede ser diferente a la especificada.

Perturbación: Es una entrada que afecta adversamente a la salida.

 Un sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su  objetivo cumpliendo los siguientes requisitos:  

1.   Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos.

2.   Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido. Normalmente este criterio consiste en que la acción de control sobre las variables de entrada sea realizable, evitando comportamientos bruscos e irreales.

3.   Ser fácilmente implementable y cómodo de  operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.