Entendiendo el Ancho de Banda, Estabilidad y Sistemas de Control Realimentados

Ancho de Banda y Estabilidad en Sistemas de Control

El ancho de banda es un concepto fundamental en el análisis de sistemas. A continuación, se definen algunos términos clave:

• Frecuencia de corte baja (F): Es la frecuencia en la que la ganancia disminuye 3dB con respecto a la ganancia en la región donde el sistema se mantiene constante.
• Frecuencia de corte alta (f): Es la frecuencia en la que la ganancia disminuye 3dB.
• BW (Ancho de Banda): Es la diferencia entre los valores de las frecuencias de corte alta y baja.

Es importante destacar que, al aplicar realimentación, el ancho de banda generalmente se reduce.

Estabilidad del Sistema

La estabilidad de un sistema se refiere a su capacidad para mantener sus salidas dentro de límites definidos. Un sistema inestable exhibe un comportamiento impredecible.

• La realimentación puede estabilizar un sistema inestable.
• La realimentación también puede desestabilizar un sistema estable.

Sensibilidad

Un sistema ideal debe ser sensible a las variaciones en sus entradas, pero inmune a las variaciones internas. La realimentación a menudo incrementa la sensibilidad del sistema.

Tipos de Sistemas de Control Realimentados

Los sistemas de control realimentados se pueden clasificar de diversas maneras:

Según el Método de Análisis y Diseño

• Lineales: Estos sistemas pueden ser caracterizados matemáticamente mediante ecuaciones algebraicas, lo que facilita su predicción.
• No Lineales: Presentan respuestas inesperadas y son difíciles de representar matemáticamente, a menudo involucrando funciones exponenciales, trigonométricas o logarítmicas. Su respuesta puede no ser continua y, para una misma entrada, pueden generar diferentes salidas.
• Variantes en el Tiempo: Sus características cambian significativamente en un período de tiempo relativamente corto. Un ejemplo es un cohete o avión que consume combustible, reduciendo su masa y peso.
• Invariantes en el Tiempo: Sus componentes fundamentales no varían significativamente en un período de tiempo aceptable.

Según el Tipo de Señal

• Continuos: Requieren supervisión o conexión constante; cualquier interrupción, por breve que sea, puede causar daños graves.
• Discretos: La comunicación se realiza por intervalos de tiempo breves, lo que permite que un solo equipo supervise múltiples procesos simultáneamente.
• No Modulados
• Modulados