Diseño de Sistemas de Control Discretos: Cuestionarios y Ejercicios

Question 1

¿Qué técnica de diseño de controladores es específica para sistemas de control discretos?

Accepted Answer

Modelo de control predictivo

Answer

Análisis de estabilidad de Lyapunov

Answer

Control óptimo lineal

Answer

Retroalimentación del estado

Question 2

Respecto a los sistemas discretos, ¿cuál es la característica distintiva?

Accepted Answer

Su comportamiento se describe mediante ecuaciones en diferencias

Answer

Son equivalentes a los sistemas analógicos

Answer

Su salida es una función continua del tiempo

Question 3

¿Cuál es la ventaja principal de los sistemas de control discretos?

Accepted Answer

Fácil implementación digital

Answer

Alta precisión inherente

Answer

Respuesta de frecuencia excepcionalmente amplia

Question 4

Al diseñar un controlador discreto, ¿qué factor determina el número de estados del controlador?

Accepted Answer

Orden del modelo de la planta

Answer

Tipo de controlador

Answer

Periodo de muestreo

Answer

Referencia del sistema

Question 5

En los sistemas de control en lazo abierto, ¿cuál es su característica principal?

Accepted Answer

Carecen de retroalimentación

Answer

Prácticamente no se utilizan en aplicaciones

Answer

Son inherentemente estables

Answer

Son más precisos que los sistemas en lazo cerrado

Question 6

¿Cuál es una limitación intrínseca de los sistemas de control discretos?

Accepted Answer

Retraso introducido por la cuantización

Answer

Complejidad excesiva de diseño

Answer

Elevado coste de implementación

Answer

Rendimiento deficiente en general

Question 7

Al diseñar un sistema de control discreto, el uso de un modelo matemático del sistema es

Accepted Answer

Esencial

Answer

Perjudicial

Answer

No es necesario

Answer

Útil pero no esencial

Question 8

En un sistema de control discreto, para evitar el aliasing, la frecuencia de muestreo debe ser:

Accepted Answer

Mayor que el doble de la frecuencia más alta de interés

Answer

Menor que la frecuencia más baja de interés

Answer

Igual a la frecuencia más alta de interés

Answer

El doble de la frecuencia más baja de interés

Question 9

En el diagrama de bloques de un sistema de control discreto, el bloque que representa el proceso controlado se conoce como:

Accepted Answer

Planta G(z)

Answer

Sensor H(z)

Answer

Actuador F(z)

Answer

Controlador C(z)

Question 10

¿Cuál es una característica de un sistema de control discreto con polos inestables?

Accepted Answer

Salida divergente

Answer

Respuesta oscilatoria

Answer

Estabilidad marginal

Answer

Rendimiento óptimo

Question 11

En el diseño de un sistema de control discreto, la colocación de los polos del sistema cerrado se puede lograr mediante:

Accepted Answer

Ajuste de los parámetros del controlador

Answer

Ajuste de la frecuencia de muestreo

Answer

Modificación del modelo del sistema

Answer

Selección del tipo de controlador

Question 12

El criterio de estabilidad de Kalman se aplica a:

Accepted Answer

Sistemas lineales discretos

Answer

Sistemas no lineales discretos

Answer

Sistemas no lineales continuos

Answer

Sistemas lineales continuos

Question 13

Para discretizar un sistema continuo, ¿qué transformada se utiliza habitualmente?

Accepted Answer

Transformada en z

Answer

Transformada bilateral de Laplace

Answer

Transformada de Fourier

Answer

Transformada de Mellin

Question 14

¿Cuál es una característica definitoria de un sistema de control discreto?

Accepted Answer

Entradas y salidas muestreadas periódicamente

Answer

Entradas discretas y salidas continuas

Answer

Entradas continuas y salidas digitales

Answer

Entradas y salidas analógicas

Question 15

¿En qué plataforma se suelen implementar los controladores discretos?

Accepted Answer

Microcontroladores o procesadores de señales digitales (DSP)

Answer

Convertidores analógico-digitales

Answer

Amplificadores operacionales

Answer

Circuitos integrados analógicos

Question 16

El modelo matemático de un sistema discreto se expresa en forma de:

Accepted Answer

Ecuación en diferencias

Answer

Ecuación diferencial

Answer

Diagrama de bloques

Answer

Función de transferencia

Question 17

Un sistema de control discreto con una función de transferencia de z-transformada H(z) = (0,5z - 1)/(z - 0,8) tendrá sus polos en:

Accepted Answer

-0,8

Answer

1

Answer

0

Answer

0,5

Question 18

El método de diseño por lugar de las raíces se puede utilizar para sistemas discretos:

Accepted Answer

Sí, aplicando la transformación de bilinear

Answer

No, requiere un método numérico distinto

Answer

No, solo es aplicable a sistemas continuos

Answer

Sí, pero solo para sistemas de orden 1

Question 19

Una respuesta de un sistema discreto se caracteriza por ser:

Accepted Answer

Una sucesión de valores en el tiempo

Answer

Una función continua

Answer

Una función exponencial

Answer

Una señal sinusoidal

Question 20

La transformada de Laplace de una secuencia discreta x[n] es:

Accepted Answer

X(s) = ∑[n=0, ∞] x[n] * e^(-ns)

Answer

X(s) = ∑[n=0, ∞] x[n] * s^n

Answer

X(s) = ∫[n=0, ∞] x[n] * s^n dt

Answer

X(s) = ∫[n=0, ∞] x[n] * e^(-ns) dt

Question 21

El método de diseño por frecuencia del dominio es aplicable a sistemas discretos:

Accepted Answer

Sí, utilizando la transformada de z

Answer

No, requiere un método numérico distinto

Answer

No, solo es aplicable a sistemas continuos

Answer

Sí, pero solo para sistemas de fase mínima

Question 22

Una respuesta de impulso de un sistema discreto es:

Accepted Answer

La salida del sistema en respuesta a una entrada de impulso unitario

Answer

La salida del sistema en respuesta a una entrada sinusoidal

Answer

La entrada del sistema que produce una salida de 1

Question 23

El método de la colocación de polos en el diseño de controladores discretos se utiliza principalmente para:

Accepted Answer

Asignar los polos del sistema controlado cerrado a ubicaciones deseadas.

Answer

Estimar el error de estado estable

Answer

Calcular la ganancia del controlador

Question 24

El muestreo es un paso crucial en el diseño de sistemas de control discretos porque:

Accepted Answer

Permite convertir una señal continua en una secuencia discreta de valores.

Answer

Aumenta la precisión del sistema

Answer

Reduce la latencia del sistema

Question 25

¿Cuál de las siguientes es una ventaja principal de los sistemas de control discretos?

Accepted Answer

Fácil implementación usando controladores digitales

Answer

Mayor precisión que los sistemas analógicos

Answer

Respuesta más rápida a las perturbaciones

Question 26

Para un sistema de control discreto de primer orden, la estabilidad puede determinarse verificando que:

Accepted Answer

|z| < 1

Answer

|z| = 0

Answer

|z| = 1

Answer

|z| > 1

Question 27

En el diseño de sistemas de control discretos, la discretización es el proceso de:

Accepted Answer

Transformar un modelo de sistema continuo en un modelo discreto

Answer

Estimar la respuesta al escalón de un sistema

Answer

Transformar un modelo discreto en un modelo continuo

Question 28

Para diseñar un controlador digital para un sistema de control discreto, ¿cuál es el paso inicial que debe realizarse?

Accepted Answer

Discretizar el modelo del sistema

Answer

Implementar el controlador

Answer

Escoger un método de diseño de controlador

Answer

Sintonizar el controlador

Question 29

Indique cuál de las siguientes opciones es una ventaja clave de los sistemas de control discretos:

Accepted Answer

Fácil implementación digital

Answer

Menores costos de implementación

Answer

Precisión mejorada

Answer

Mayor estabilidad inherente

Question 30

En un sistema de control discreto con un periodo de muestreo de T segundos, ¿cuál es la frecuencia de Nyquist?

Accepted Answer

1/(2T)

Answer

2T

Answer

1/T

Answer

T

Question 31

Identifique una limitación de los sistemas de control discretos:

Accepted Answer

Retraso de tiempo de muestreo

Answer

Estabilidad inherentemente baja

Answer

Dificultad de implementación

Answer

Costos de implementación elevados

Question 32

Un sistema de control discreto está descrito por la ecuación en diferencias: y[k] = 0,5y[k-1] + u[k-1]. ¿Cuál es su función de transferencia?

Accepted Answer

G(z) = z^-1 / (1 - 0,5z^-1)

Answer

G(z) = z^-1 / (1 + 0,5z^-1)

Answer

G(z) = (1 - 0,5z^-1) / (1 - z^-1)

Answer

G(z) = (1 + 0,5z^-1) / z^-1

Question 33

¿Qué método de diseño de controladores discretos implica colocar los polos del sistema en lazo cerrado en ubicaciones específicas del plano z?

Accepted Answer

Método de asignación de polos

Answer

Método PID discreto

Answer

Método de la respuesta en frecuencia

Answer

Método del lugar geométrico de las raíces

Question 34

Al discretizar un controlador continuo utilizando la aproximación de Euler hacia atrás, ¿cuál es una consecuencia en el controlador discreto resultante?

Accepted Answer

Introduce un retardo de una muestra en el sistema

Answer

No afecta significativamente el rendimiento del sistema

Answer

Elimina el ruido en el sistema

Answer

Mejora la estabilidad del sistema

Question 35

Un sistema de control discreto tiene un polo en z = 0,9. ¿Qué se puede concluir sobre la estabilidad del sistema?

Accepted Answer

El sistema es asintóticamente estable

Answer

El sistema es marginalmente estable

Answer

No se puede determinar la estabilidad con la información proporcionada

Answer

El sistema es inestable

Question 36

¿Cuál es el objetivo principal del diseño de un controlador de realimentación de estado para un sistema de control discreto?

Accepted Answer

Controlar la respuesta transitoria y la estabilidad del sistema

Answer

Rechazar perturbaciones externas

Answer

Seguir una referencia de entrada

Question 37

En un sistema de control discreto, ¿qué es un observador de estado?

Accepted Answer

Un algoritmo que estima el estado del sistema a partir de las medidas de salida

Answer

Un sensor que mide directamente el estado del sistema

Answer

Un tipo de controlador que utiliza la realimentación del estado

Question 38

¿Cuál de las siguientes NO es una ventaja de utilizar la transformada Z en el análisis de sistemas de control discretos?

Accepted Answer

Simplifica el análisis de sistemas no lineales

Answer

Permite modelar sistemas con retardos de tiempo

Answer

Facilita el diseño de controladores discretos

Answer

Permite el uso de técnicas algebraicas para analizar sistemas dinámicos