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Introducción a Simulink: Función de Transferencia y Control PID, Apuntes de Sistemas de Control

Este documento proporciona una introducción concisa a simulink, una herramienta de matlab para modelar, simular y analizar sistemas dinámicos. Explica cómo construir modelos visuales, diseñar sistemas de control pid y analizar funciones de transferencia. Se detallan los pasos para ubicar y configurar bloques específicos en simulink, como 'transfer fcn' y 'pid controller', y se muestra cómo integrar estos bloques para simular sistemas completos. Además, se mencionan ejemplos prácticos de aplicación en control de temperatura, posicionamiento de robots, control de crucero y pilotos automáticos, ofreciendo una visión general de las capacidades de simulink en diversas áreas de la ingeniería y el control automático.

Tipo: Apuntes

2024/2025

Subido el 27/10/2025

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alejandro-veloz-miguel 🇲🇽

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¿Cómo Funciona
Simulink?
Función de Transferencia y
Control PID
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¡Descarga Introducción a Simulink: Función de Transferencia y Control PID y más Apuntes en PDF de Sistemas de Control solo en Docsity!

¿Cómo Funciona

Simulink?

Función de Transferencia y

Control PID

¿Qué es Simulink?

Plataforma Visual

Herramienta integrada de MATLAB para modelar, simular y analizar sistemas dinámicos mediante diagramas de bloques intuitivos.

Construcción de

Modelos

Permite construir diagramas que representan procesos físicos reales y controladores complejos de forma gráfica.

Control y Análisis

Ideal para diseñar sistemas de control como PID y analizar funciones de transferencia en tiempo real.

Ubicación de la Función de

Transferencia en Simulink

Acceder a la Biblioteca

Navega a la biblioteca "Continuous" dentro del navegador de bloques de Simulink.

02

Seleccionar el Bloque

Localiza y arrastra el bloque "Transfer Fcn" al área de trabajo de tu modelo.

03

Configurar Parámetros

Haz doble clic en el bloque para ingresar el numerador y denominador del polinomio.

04

Ejemplo de Configuración

Para un sistema con función , configura numerador = [1] y denominador = [1 1].

s +1^1

¿Qué es un Controlador PID?

El controlador PID es un algoritmo de control retroalimentado ampliamente utilizado que ajusta continuamente la salida para mantener una variable de proceso en un valor deseado o setpoint.

Ampliamente utilizado en la industria para controlar temperatura, velocidad, presión, nivel, posición y muchas otras variables de proceso.

Proporcional (P)

Responde al error actual. Genera una acción de control proporcional a la magnitud del error presente.

Integral (I)

Elimina el error acumulado en el tiempo. Suma todos los errores pasados para eliminar el offset.

Derivativa (D)

Anticipa el error futuro. Responde a la velocidad de cambio del error para mejorar la estabilidad.

Integración: Función de Transferencia + PID en

Simulink

Conexión de Bloques

El bloque PID Controller se conecta directamente a la planta modelada mediante la función de transferencia, creando un lazo de control cerrado.

Simulación del Sistema

Simulink ejecuta la simulación del sistema completo, mostrando en tiempo real la respuesta del proceso ante perturbaciones y cambios en el setpoint.

Optimización de Desempeño

Permite ajustar iterativamente los parámetros del PID para mejorar características como estabilidad, tiempo de establecimiento y sobrepaso.

Herramienta PID Tuner en Simulink

Acceso Directo

Haz doble clic en el bloque PID Controller y selecciona la opción "Tune" para abrir la herramienta de sintonización.

Cálculo Automático

PID Tuner calcula automáticamente los parámetros óptimos (Kp, Ki, Kd) basándose en el modelo linealizado de la planta y los requisitos de desempeño.

Balance de Respuesta

Facilita encontrar el equilibrio ideal entre rapidez de respuesta, estabilidad y robustez del sistema ante perturbaciones.

Esta herramienta reduce significativamente el tiempo de desarrollo y mejora la calidad del control automático.

Ejemplos Prácticos de Aplicación

Control de

Temperatura

Regulación precisa de temperatura en hornos industriales, reactores químicos y sistemas HVAC utilizando sensores y actuadores.

Posicionamiento de

Robots

Control de posición y velocidad en brazos robóticos para manufactura de alta precisión y ensamblaje automatizado.

Control de Crucero

Sistema de control de velocidad en vehículos que mantiene automáticamente la velocidad deseada en carretera.

Piloto Automático

Sistemas de control de vuelo que mantienen altitud, rumbo y velocidad en aeronaves comerciales y drones.