Controladores PID: Principios, Ajuste y Aplicaciones en Mecatrónica

Question 1

¿Qué define un controlador PID?

Accepted Answer

Un dispositivo que utiliza retroalimentación para regular un sistema controlando la diferencia entre el valor establecido y el valor medido.

Answer

Un actuador que convierte señales eléctricas en movimiento físico.

Answer

Un sensor que mide la posición angular de un motor.

Question 2

Dentro de un controlador PID, ¿qué representa la sigla PI?

Accepted Answer

Proporcional-Integral

Answer

Proporcional-Inverso

Answer

Integral-Derivativo

Answer

Proporcional-Derivativo

Question 3

¿Cuál es la función principal del término proporcional (P) en un controlador PID?

Accepted Answer

Proporcionar una respuesta inmediata a los errores, reduciendo así el error de estado estable.

Answer

Eliminar el error de estado estable a lo largo del tiempo.

Answer

Predecir cambios en el error y responder en consecuencia.

Answer

Compensar los retrasos en el sistema.

Question 4

¿Qué efecto tiene el término integral (I) en un controlador PID?

Accepted Answer

Elimina gradualmente el error de estado estable con el tiempo.

Answer

Aumenta la velocidad de respuesta del sistema.

Answer

Estabiliza el sistema reduciendo las oscilaciones.

Answer

Reduce la sobreoscilación del sistema.

Question 5

Dentro del contexto de los controladores PID, ¿cuál es el propósito del término derivativo (D)?

Accepted Answer

Anticipar cambios en el error y responder rápidamente para minimizar la sobreoscilación.

Answer

Eliminar el error de estado estable a lo largo del tiempo.

Answer

Proporcionar una respuesta proporcional al error.

Answer

Integrar el error a lo largo del tiempo.

Question 6

En el ámbito del control de sistemas, ¿qué representa un diagrama de Bode?

Accepted Answer

Una representación gráfica de la respuesta en frecuencia de un sistema, mostrando su ganancia y fase.

Answer

Una ecuación matemática que describe el comportamiento dinámico de un sistema.

Answer

Un conjunto de tablas que enumeran los valores de parámetros para diferentes condiciones de funcionamiento.

Answer

Un diagrama de bloques que ilustra la estructura y el flujo de señales en un sistema.

Question 7

¿Cuál es el objetivo principal de ajustar un controlador PID?

Accepted Answer

Optimizar el rendimiento del sistema controlado al minimizar el error y mejorar la estabilidad.

Answer

Aumentar la vida útil del sistema.

Answer

Reducir el coste total del sistema.

Answer

Simplificar el diseño y la implementación del sistema.

Question 8

Entre los métodos de ajuste de PID, ¿cuál se caracteriza por utilizar un osciloscopio para observar la respuesta del sistema?

Accepted Answer

El método de Ziegler-Nichols

Answer

El método del lugar geométrico de las raíces

Answer

El método de ajuste automático

Answer

El método de Cohen-Coon

Question 9

Al utilizar el método de Ziegler-Nichols para ajustar un controlador PID, ¿cuál es una posible desventaja?

Accepted Answer

Puede resultar en inestabilidad en ciertas condiciones del sistema.

Answer

Requiere un equipo especializado y costoso.

Answer

Es demasiado complejo y lento de implementar.

Answer

Solo es aplicable a sistemas lineales.

Question 10

En el contexto del diseño de sistemas de control, ¿qué tipo de herramienta se utiliza comúnmente para simular y analizar el comportamiento del sistema?

Accepted Answer

Software de simulación

Answer

Analizadores de espectro

Answer

Osciloscopios

Answer

Multímetros

Question 11

En un controlador PID, el "Punto de Ajuste" se refiere al:

Accepted Answer

Valor deseado que la variable controlada debe alcanzar y mantener

Answer

Tiempo que tarda el controlador en alcanzar el punto de ajuste

Answer

Valor actual de la variable controlada

Answer

Error entre el valor deseado y el actual

Question 12

¿Cuál es el objetivo principal de la acción integral en un controlador PID?

Accepted Answer

Eliminar el error en estado estacionario

Answer

Aumentar la velocidad de respuesta

Answer

Reducir el sobreimpulso

Answer

Mejorar la estabilidad

Question 13

El método de Ziegler-Nichols para ajustar controladores PID se basa en:

Accepted Answer

La respuesta del sistema sin realimentación (lazo abierto)

Answer

La simulación del sistema

Answer

Los valores predeterminados del controlador

Answer

La respuesta del sistema con realimentación (lazo cerrado)

Question 14

¿Qué es el "sobreimpulso" en un sistema de control?

Accepted Answer

El porcentaje en que la salida sobrepasa el punto de ajuste después de un cambio

Answer

La frecuencia de oscilación de la salida

Answer

El error de seguimiento en estado estacionario

Answer

El tiempo que tarda la salida en estabilizarse

Question 15

El diagrama de Bode se utiliza para representar:

Accepted Answer

La magnitud y la fase de la respuesta de un sistema a diferentes frecuencias

Answer

Los ajustes óptimos del controlador

Answer

El error en estado estacionario

Answer

El comportamiento temporal de un sistema

Question 16

El oscilador de Van der Pol exhibe:

Accepted Answer

Oscilaciones autolimitadas

Answer

Estabilidad lineal

Answer

Crecimiento exponencial

Answer

Comportamiento caótico

Question 17

¿En qué tipo de sistemas se utiliza principalmente el "control adaptativo"?

Accepted Answer

Sistemas donde los parámetros varían con el tiempo

Answer

Sistemas con señales de referencia constantes

Answer

Sistemas con control robusto

Answer

Sistemas con error en estado estacionario cero

Question 18

La característica principal del "control robusto" es:

Accepted Answer

Su insensibilidad a las variaciones de los parámetros del sistema

Answer

Su alta precisión de seguimiento

Answer

Su fácil ajuste

Answer

Su bajo coste de implementación

Question 19

Un controlador PID con valores altos de Ki y Kd sería más adecuado para sistemas que experimentan:

Accepted Answer

Cambios de carga rápidos y perturbaciones

Answer

Sistemas de orden cero

Answer

Cambios de carga lentos y constantes

Answer

Procesos estables con mínima perturbación

Question 20

Un controlador PID con Kp = 1, Ki = 0 y Kd = 0 se comporta esencialmente como:

Accepted Answer

Controlador proporcional

Answer

Controlador integral

Answer

Controlador PI

Answer

Controlador derivativo

Question 21

En un sistema de control de posición, la señal de salida del controlador PID representa:

Accepted Answer

El voltaje necesario para accionar el actuador

Answer

La posición deseada

Answer

La velocidad del actuador

Answer

El error de posición