Control Automático: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

Define Control Automático y explica su ámbito de estudio.

Accepted Answer

El Control Automático es una rama de la ingeniería que diseña y analiza sistemas que controlan automáticamente el comportamiento de otros sistemas.

Answer

Es el uso de ordenadores para controlar sistemas.

Answer

Se limita al análisis de sistemas lineales invariantes en el tiempo.

Question 2

En el contexto del Control Automático, ¿qué es un sistema y cuáles son sus características?

Accepted Answer

Una colección de componentes interconectados que trabajan juntos para lograr un objetivo determinado, con propiedades como entrada, salida, estado y comportamiento dinámico.

Answer

Un dispositivo que convierte una entrada en una salida.

Answer

Un conjunto de ecuaciones matemáticas que describen el comportamiento de un proceso.

Question 3

¿Cuáles son los pasos clave en el proceso de modelado de un sistema de Control Automático?

Accepted Answer

Entender el sistema, elegir un método de modelado (ej. diagramas de bloques), desarrollar el modelo, validar y refinar el modelo.

Answer

Diseñar el sistema de control, implementar el sistema de control y probar el sistema de control.

Answer

Escribir el código para el sistema de control, simular el sistema de control y optimizar el sistema de control.

Question 4

Explica el principio de funcionamiento de un sistema de control de realimentación.

Accepted Answer

Mide la salida del sistema, compara la salida con la entrada de referencia, calcula el error y ajusta las entradas del sistema para reducir el error.

Answer

Aplica una entrada al sistema y observa la respuesta del sistema.

Answer

Utiliza un modelo matemático del sistema para predecir la salida del sistema.

Question 5

En un sistema de control de lazo cerrado, identifica los componentes esenciales y su función.

Accepted Answer

Sensor (mide la salida), controlador (calcula el error y ajusta las entradas), actuador (aplica las entradas al sistema).

Answer

Transmisor, receptor y amplificador.

Answer

Entrada, salida y realimentación.

Question 6

Describe las ventajas y desventajas del control adaptativo en comparación con el control convencional.

Accepted Answer

Ventajas: se adapta a los cambios en el sistema o su entorno. Desventajas: más complejo de diseñar e implementar.

Answer

Ventajas: más preciso y eficiente. Desventajas: requiere más sensores y actuadores.

Answer

Ventajas: elimina la necesidad de intervención humana. Desventajas: puede ser inestable.

Question 7

Identifica y proporciona un ejemplo de una aplicación de Control Automático que no implique sistemas creados por el hombre.

Accepted Answer

Regulación de la temperatura corporal en los mamíferos.

Answer

Ajuste de la temperatura en un termostato

Answer

Autopiloto en un avión

Answer

Control de crucero en un coche

Question 8

Analiza el impacto del Control Automático en la sociedad y proporciona ejemplos específicos.

Accepted Answer

Aumento de la eficiencia, seguridad y autonomía en sistemas y procesos, como la automatización industrial, los vehículos autónomos y los sistemas médicos.

Answer

Reducción de la necesidad de mano de obra humana.

Answer

Eliminación de la creatividad y la innovación humanas.

Question 9

Indique cuál de las siguientes características NO corresponde a los sistemas de control automático:

Accepted Answer

Son inherentemente estables

Answer

Optimizan el rendimiento y la eficiencia de los sistemas

Answer

Poseen la capacidad de reaccionar a variaciones ambientales

Answer

Reducen el error entre la salida deseada y la medida

Question 10

Proporcione un ejemplo de un sistema de control automático:

Accepted Answer

Regulador de velocidad de un motor

Answer

Computadora de escritorio

Answer

Teléfono inteligente

Answer

Semáforo

Question 11

¿Cómo se denomina el proceso de determinar la respuesta de un sistema a una entrada dada?

Accepted Answer

Análisis de sistemas

Answer

Control de sistemas

Answer

Modelado de sistemas

Answer

Diseño de sistemas

Question 12

¿Qué método de modelado de sistemas emplea ecuaciones diferenciales?

Accepted Answer

Modelado matemático

Answer

Modelado basado en datos

Answer

Modelado gráfico

Answer

Modelado físico

Question 13

¿Cuál es el término que describe la relación entre la entrada y la salida de un sistema?

Accepted Answer

Función de transferencia

Answer

Respuesta al impulso

Answer

Respuesta escalón

Answer

Curva de Bode

Question 14

¿Para qué se utiliza el criterio de estabilidad de Nyquist?

Accepted Answer

Establecer la estabilidad de los sistemas de lazo cerrado

Answer

Establecer la estabilidad de los sistemas de lazo abierto

Answer

Diseñar compensadores

Answer

Evaluar el rendimiento de los sistemas de control

Question 15

¿Qué tipo de controlador PID se caracteriza por incluir los términos proporcional, integral y derivativo?

Accepted Answer

PID (Proporcional-Integral-Derivativo)

Answer

ID (Integral-Derivativo)

Answer

PI (Proporcional-Integral)

Answer

PD (Proporcional-Derivativo)

Question 16

En el contexto del control automático, ¿qué se entiende por "ruido"?

Accepted Answer

Señales indeseadas que afectan a la salida del sistema

Answer

Señales generadas por el propio sistema

Answer

Señales deseadas que mejoran la salida del sistema

Question 17

¿Cuál es el objetivo de la retroalimentación negativa en un sistema de control?

Accepted Answer

Reducir el error entre la salida deseada y la salida medida

Answer

Mejorar la estabilidad del sistema

Answer

Amplificar el error entre la salida deseada y la salida medida

Question 18

¿Cuál es la definición de Control Automático?

Accepted Answer

Rama de la ingeniería que diseña y analiza sistemas que controlan el comportamiento de otros sistemas.

Answer

Rama de las matemáticas que estudia las ecuaciones diferenciales.

Answer

Rama de la física que estudia las fuerzas y el movimiento.

Question 19

¿Cuál es una etapa esencial en el diseño de un sistema de control?

Accepted Answer

Análisis del sistema

Answer

Construcción del prototipo

Answer

Implementación del sistema

Answer

Mantenimiento del sistema

Question 20

¿Qué herramienta matemática es crucial para modelar sistemas de control?

Accepted Answer

Ecuaciones diferenciales

Answer

Álgebra lineal

Answer

Teoría de grafos

Answer

Cálculo integral

Question 21

¿Qué parámetro determina la rapidez de respuesta de un sistema de control?

Accepted Answer

Tiempo de respuesta

Answer

Precisión

Answer

Estabilidad

Answer

Ganancia

Question 22

¿Qué tipo de sistema de control tiene una salida proporcional a la integral del error?

Accepted Answer

Control integral

Answer

Control proporcional

Answer

Control PI

Answer

Control derivativo

Question 23

¿Cuál es la principal ventaja de utilizar retroalimentación en un sistema de control?

Accepted Answer

Mejora la precisión y la estabilidad

Answer

Aumenta la ganancia

Answer

Reduce el tiempo de respuesta

Question 24

¿Cuál de las siguientes definiciones describe con precisión el Control Automático?

Accepted Answer

Disciplina que diseña y analiza sistemas para controlar el comportamiento de otros sistemas.

Answer

Área que opera sin intervención humana.

Answer

Campo centrado exclusivamente en procesos industriales.

Question 25

En un sistema de Control Automático, ¿qué componente compara la señal de salida con la señal de referencia?

Accepted Answer

Comparador

Answer

Sensor

Answer

Actuador

Answer

Controlador

Question 26

Define una señal de referencia en el contexto del Control Automático:

Accepted Answer

Señal deseada que el sistema debe alcanzar.

Answer

Señal que acciona el actuador.

Answer

Señal que mide la salida del sistema.

Answer

Señal que compara la salida con la referencia.

Question 27

La estabilidad de un sistema de Control Automático se refiere a:

Accepted Answer

Capacidad de recuperar el equilibrio después de perturbaciones.

Answer

Velocidad de respuesta a cambios.

Answer

Precisión en el seguimiento de la referencia.

Question 28

En un diagrama de bloques, ¿cuál representa un sistema de control de realimentación negativa?

Accepted Answer

[Sensor] -> [Comparador] -> [Controlador] -> [Actuador] -> [Proceso] -> [Sensor]

Answer

[Sensor] -> [Controlador] -> [Proceso] -> [Actuador] -> [Comparador] -> [Sensor]

Answer

[Sensor] -> [Actuador] -> [Controlador] -> [Proceso] -> [Comparador] -> [Sensor]

Question 29

Una perturbación en un sistema de Control Automático es:

Accepted Answer

Entrada no deseada que afecta al sistema.

Answer

Componente del sistema de control.

Answer

Salida esperada del sistema.

Question 30

¿Qué es el Control Automático?

Accepted Answer

Una rama de la ingeniería que diseña y analiza sistemas para controlar el comportamiento de otros sistemas.

Answer

Una rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos.

Question 31

¿Cuál de los siguientes elementos es esencial en un sistema de control automático?

Accepted Answer

Sensor

Answer

Pantalla

Answer

Batería

Answer

Altavoz

Question 32

Un sistema se considera estable cuando:

Accepted Answer

Los polos de su función de transferencia tienen parte real negativa.

Answer

Su función de transferencia es propia.

Answer

Los polos de su función de transferencia son únicamente reales.

Question 33

¿Qué técnica se utiliza comúnmente para diseñar un sistema de control robusto?

Accepted Answer

Síntesis de H∞

Answer

Síntesis de polo-cero

Answer

Diseño de colocación de polos

Answer

Diseño de respuesta en frecuencia

Question 34

La forma general del modelo de estado de un sistema de segundo orden es:

Accepted Answer

ẋ = Ax + Bu, y = Cx + Du

Answer

ẋ = Bu, y = Ax

Answer

ẋ = Ax + Bu, y = Ax

Answer

ẋ = Ax, y = Bu

Question 35

¿Qué característica define a un sistema no lineal?

Accepted Answer

Su comportamiento no puede ser descrito por ecuaciones lineales.

Answer

Su salida siempre es proporcional a su entrada.

Answer

Siempre son estables.

Question 36

¿Qué método se utiliza para determinar la estabilidad de un sistema no lineal?

Accepted Answer

Criterio de Lyapunov

Answer

Criterio de Routh-Hurwitz

Answer

Criterio de Nyquist

Question 37

En un sistema de control con realimentación negativa, la señal de error se calcula como:

Accepted Answer

La diferencia entre la señal de entrada y la señal de salida.

Answer

La integral de la señal de entrada.

Answer

La amplificación de la señal de salida.

Question 38

¿Cuál es una de las ventajas principales del control automático?

Accepted Answer

Mejora el rendimiento del sistema.

Answer

Reduce la fiabilidad del sistema.

Answer

Aumenta la complejidad del sistema.

Answer

Incrementa el coste del sistema.

Question 39

¿Cuál es uno de los objetivos fundamentales del Control Automático?

Accepted Answer

Mantener una variable de proceso en un valor deseado.

Answer

Simular procesos industriales.

Answer

Diseñar sistemas complejos.

Question 40

En un sistema de control de retroalimentación, ¿qué componente procesa la señal de error para generar una señal de control?

Accepted Answer

Controlador

Answer

Sensor

Answer

Planta

Answer

Actuador

Question 41

El criterio de estabilidad de Nyquist se utiliza para analizar la estabilidad de sistemas de control en:

Accepted Answer

El dominio de la frecuencia

Answer

El dominio de Laplace

Answer

El plano complejo

Answer

El dominio del tiempo

Question 42

¿Cuál de las siguientes es una técnica de control ampliamente utilizada en sistemas industriales?

Accepted Answer

Control PID

Answer

Control difuso

Answer

Control predictivo

Answer

Control adaptativo

Question 43

¿Qué tipo de sensor se usa comúnmente para medir la temperatura?

Accepted Answer

Termopar

Answer

Sensor de flujo

Answer

Sensor de proximidad

Answer

Sensor de presión

Question 44

En un sistema de control, ¿cuál es la función principal de un actuador?

Accepted Answer

Convertir una señal de control en una acción física

Answer

Procesar la señal de error

Answer

Medir la variable de proceso

Answer

Generar la señal de control

Question 45

La técnica de control por realimentación se basa en el principio de:

Accepted Answer

Comparar la variable de proceso con el valor deseado

Answer

Aplicar control óptimo

Answer

Ajustar la señal de control sin feedback

Answer

Usar un modelo predictivo