Test de diseño de sistemas de control para estudiantes de ingeniería industrial

Question 1

De los siguientes, ¿cuál es un ejemplo de controlador lineal?

Accepted Answer

Controlador PID

Answer

Controlador por modulación por ancho de pulsos

Answer

Controlador on-off

Answer

Controlador por histéresis

Question 2

En un sistema de control con un sobreimpulso del 10% y un tiempo de establecimiento del 5%, ¿cuál es el valor aproximado de la relación de amortiguamiento?

Accepted Answer

0.63

Answer

0.90

Answer

0.47

Answer

0.78

Question 3

¿Qué método es comúnmente utilizado para diseñar controladores PID en la práctica?

Accepted Answer

Método de Ziegler-Nichols

Answer

Método del estado estacionario

Answer

Método de la transformada de Laplace

Answer

Método de la frecuencia

Question 4

En un controlador avanzado, ¿qué término proporciona acción anticipatoria?

Accepted Answer

Término derivativo

Answer

Término proporcional

Answer

Término integral

Answer

Término diferencial

Question 5

El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz puede aplicarse a sistemas que tienen:

Accepted Answer

Polinomios característicos linealizados

Answer

Retardo de tiempo

Answer

No linealidades

Question 6

¿Cuál es uno de los objetivos principales en el diseño de sistemas de control?

Accepted Answer

Mantener una variable de salida deseada

Answer

Aumentar la complejidad del sistema

Answer

Minimizar el consumo de energía

Answer

Reducir el coste de implementación

Question 7

En un sistema de control con retroalimentación negativa, el error de seguimiento es:

Accepted Answer

La diferencia entre la referencia y la salida

Answer

La suma de la referencia y la salida

Answer

El cociente de la referencia y la salida

Answer

El producto de la referencia y la salida

Question 8

El diagrama de bloques de un sistema de control típico generalmente incluye:

Accepted Answer

Sensores, controladores y actuadores

Answer

Resistencias, condensadores y transistores

Answer

Antenas, amplificadores y filtros

Answer

Procesadores, memorias y buses

Question 9

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la forma estándar de un controlador PID continuo?

Accepted Answer

u(t) = Kp * e(t) + Kd * de(t)/dt + Ki * ∫e(t)dt

Answer

u(t) = Kp * e(t) + Kd * |e(t)|

Answer

u(t) = Kp * e(t) + Kd * d^2e(t)/dt^2

Answer

u(t) = Kp * e(t) + Kd * de(t-1)/dt

Question 10

¿Qué tipo de controlador se utiliza para sistemas con grandes retrasos de tiempo y perturbaciones?

Accepted Answer

Controlador Smith Predictor

Answer

Controlador PID

Answer

Controlador por estado

Question 11

¿Qué método se utiliza para convertir una función de transferencia continua a discreta para su implementación digital?

Accepted Answer

Transformada en Z

Answer

Transformada de Fourier

Answer

Transformada de Hilbert

Answer

Transformada de Laplace

Question 12

Para un sistema discreto con una función de transferencia G(z), ¿cuál sería la ganancia de bucle abierto?

Accepted Answer

G(z) * C(z)

Answer

G(z) - C(z)

Answer

1/G(z) * C(z)

Answer

G(z) + C(z)

Question 13

¿Qué tipo de respuesta de frecuencia se caracteriza por un sobreimpulso y un tiempo de asentamiento largo?

Accepted Answer

Sistema subamortiguado

Answer

Sistema estable

Answer

Sistema inestable

Question 14

¿Cuál de los siguientes es un beneficio de utilizar técnicas de diseño de sistemas de control?

Accepted Answer

Mejora del rendimiento y la estabilidad del sistema

Answer

Reducción de costes

Answer

Aumento de la seguridad

Answer

Mejora de la estética

Question 15

¿Qué herramienta se utiliza para representar gráficamente la respuesta en frecuencia de un sistema de control?

Accepted Answer

Diagrama de Bode

Answer

Diagrama de Nyquist

Answer

Diagrama de bloques

Answer

Diagrama de flujo

Question 16

En el diseño de sistemas de control, el parámetro que representa la relación entre la amplitud de la señal de salida y la amplitud de la señal de error es:

Accepted Answer

Ganancia

Answer

Estabilidad

Answer

Tiempo de respuesta

Answer

Amortiguación

Question 17

¿Cuál de los siguientes términos en un controlador PID representa el término integral?

Accepted Answer

Ki

Answer

Kd

Answer

Kp

Answer

Td

Question 18

En el diseño de sistemas de control, el criterio que garantiza una respuesta rápida del sistema a los cambios en la señal de entrada es:

Accepted Answer

Tiempo de subida

Answer

Tiempo de establecimiento

Answer

Margen de ganancia

Answer

Sobredisparo

Question 19

¿Qué tipo de controlador emplea una acción de control que es proporcional tanto al error como a su derivada?

Accepted Answer

Controlador PD

Answer

Controlador PID

Answer

Controlador IIR

Answer

Controlador PI

Question 20

Para mejorar la estabilidad de un sistema de control, se puede utilizar la técnica de:

Accepted Answer

Compensación de la raíz

Answer

Optimización del rendimiento

Answer

Cancelación de polos y ceros

Answer

Filtrado de Kalman

Question 21

Los controladores PID combinan tres modos de control para mejorar la respuesta del sistema. ¿Cuál es la afirmación correcta sobre estos modos?

Accepted Answer

Proporcional, integral y derivativo

Answer

Proporcional, derivativo y exponencial

Answer

Proporcional, inverso y derivativo

Answer

Proporcional, integral y lineal

Question 22

Los controladores de estado ofrecen varias ventajas en el diseño de sistemas de control. ¿Cuál de las siguientes opciones describe una ventaja clave de estos controladores?

Accepted Answer

Optimización de la compensación para un rendimiento mejorado

Answer

Eliminación completa de la necesidad de un modelo matemático del sistema

Answer

Implementación sencilla y directa

Answer

Inmunidad total a las perturbaciones externas

Question 23

En el diseño de sistemas de control, la implementación de un bucle de retroalimentación negativo tiene un impacto significativo. ¿Cuál es la función principal de este bucle?

Accepted Answer

Reducir la variabilidad y la sensibilidad a las perturbaciones del sistema

Answer

No influir en la estabilidad del sistema

Answer

Incrementar la ganancia general del sistema

Answer

Potencialmente generar inestabilidad si no se ajusta correctamente

Question 24

El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz es una herramienta fundamental para el análisis de la estabilidad de los sistemas de control. ¿A qué tipo de expresiones matemáticas se aplica este criterio?

Accepted Answer

Polinomios característicos del sistema

Answer

Ecuaciones de estado que describen el sistema

Answer

Funciones de transferencia del sistema

Answer

Diagramas de Bode que representan la respuesta en frecuencia

Question 25

En el diseño de un sistema de control, es crucial optimizar su tiempo de respuesta. ¿Qué tipo de control se utiliza específicamente para reducir el tiempo de respuesta?

Accepted Answer

Control derivativo

Answer

Control integral

Answer

Control proporcional

Question 26

En un sistema de control digital, la frecuencia de muestreo juega un papel crítico en la precisión y estabilidad del sistema. ¿Cuál es la relación necesaria entre la frecuencia de muestreo y la frecuencia de corte más alta del sistema?

Accepted Answer

La frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia de corte más alta

Answer

La frecuencia de muestreo debe ser igual a la frecuencia de corte más alta

Answer

La frecuencia de muestreo debe ser menor que la frecuencia de corte más alta

Question 27

La función de transferencia de un controlador proporcional es una representación matemática simple. ¿Cuál es la expresión matemática de la función de transferencia de un controlador proporcional?

Accepted Answer

K

Answer

Ks/s

Answer

Ks

Answer

K/s

Question 28

El diagrama de Bode es una herramienta gráfica ampliamente utilizada en el análisis de sistemas de control. ¿Qué aspecto específico del sistema se analiza con el diagrama de Bode?

Accepted Answer

Respuesta en frecuencia del sistema

Answer

No linealidades del sistema

Answer

Respuesta en el tiempo del sistema

Answer

Estabilidad del sistema

Question 29

El diseño de sistemas de control tiene como objetivo principal lograr un comportamiento deseado del sistema. ¿Cuál es uno de los objetivos más comunes en el diseño de sistemas de control?

Accepted Answer

Mantener una variable de salida del sistema a un valor deseado

Answer

Maximizar la potencia del sistema

Answer

Mejorar la estética del sistema

Answer

Minimizar el consumo de energía del sistema

Question 30

En un sistema de control, ¿qué parámetro define el tiempo que tarda la salida en alcanzar un valor estable tras una perturbación?

Accepted Answer

Tiempo de estabilización

Answer

Error de estado estacionario

Answer

Ganancia estática

Answer

Frecuencia natural

Question 31

Para diseñar controladores que funcionen correctamente incluso ante variaciones en los parámetros de la planta, se utiliza la técnica de:

Accepted Answer

Diseño robusto (H-infinito)

Answer

Diseño basado en el espacio de estados

Answer

Diseño clásico de controladores PID

Answer

Diseño de controladores adaptativos

Question 32

Un sistema de control con una frecuencia de corte de 100 Hz tendrá una respuesta en frecuencia que:

Accepted Answer

Se atenúa significativamente para frecuencias superiores a 100 Hz

Answer

Se amplifica significativamente para frecuencias superiores a 100 Hz

Answer

Permanece constante para todas las frecuencias

Answer

Presenta un comportamiento impredecible para frecuencias superiores a 100 Hz

Question 33

En un sistema de control de temperatura, ¿cuál de los siguientes dispositivos se utiliza normalmente como sensor?

Accepted Answer

Termopar

Answer

Sensor de presión

Answer

Acelerómetro

Answer

Sensor de flujo

Question 34

¿Qué tipo de controlador utiliza un término proporcional al error y un término proporcional a la derivada del error?

Accepted Answer

Controlador PD (Proporcional-Derivativo)

Answer

Controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo)

Answer

Controlador PI (Proporcional-Integral)

Answer

Controlador I (Integral)

Question 35

En un sistema de control de segundo orden, ¿qué parámetro determina la cantidad de sobreimpulso en la respuesta al escalón?

Accepted Answer

Coeficiente de amortiguamiento

Answer

Tiempo de establecimiento

Answer

Frecuencia natural

Answer

Ganancia estática

Question 36

Un diagrama de bloques de un sistema de control representa:

Accepted Answer

La relación entre los diferentes componentes del sistema y el flujo de señales entre ellos

Answer

Solo los componentes individuales del sistema

Answer

La ecuación matemática del sistema

Answer

La respuesta temporal del sistema

Question 37

En el diseño de sistemas de control, ¿cuál de las siguientes opciones NO es un objetivo común?

Accepted Answer

Maximizar la complejidad del sistema

Answer

Reducir el error de estado estacionario

Answer

Mejorar la estabilidad

Answer

Minimizar el tiempo de respuesta

Question 38

Un sistema de control PID se utiliza para controlar la temperatura de un horno. ¿Qué efecto tiene aumentar la constante proporcional (Kp)?

Accepted Answer

Aumenta la velocidad de respuesta del sistema.

Answer

Disminuye el tiempo de establecimiento.

Answer

Aumenta el error en estado estable.

Question 39

Un sistema de control de velocidad utiliza un motor de corriente continua. ¿Cuál de los siguientes componentes es necesario para implementar un control de velocidad de lazo cerrado?

Accepted Answer

Sensor de velocidad

Answer

Interruptor de encendido

Answer

Reóstato

Question 40

Un sistema de control de posición utiliza un actuador de tipo neumático. ¿Cuál de las siguientes características del actuador es más importante para un buen rendimiento del sistema?

Accepted Answer

Precisión

Answer

Consumo energético

Answer

Fuerza de salida

Answer

Velocidad máxima

Question 41

Un controlador de tipo 'lead-lag' se utiliza para:

Accepted Answer

Mejorar la respuesta transitoria y la estabilidad del sistema.

Answer

Reducir el consumo energético del sistema.

Answer

Aumentar la velocidad máxima del sistema.

Question 42

Un sistema de control se utiliza para regular la presión de un tanque. ¿Cuál de los siguientes métodos es adecuado para determinar la estabilidad del sistema?

Accepted Answer

Análisis de la respuesta al escalón

Answer

Cálculo de la función de transferencia

Answer

Observación de la señal de salida

Answer

Medición del consumo energético

Question 43

Un sistema de control de temperatura utiliza un controlador PID con una constante integral (Ki) alta. ¿Qué efecto tiene esto en el sistema?

Accepted Answer

Reduce el error en estado estable, pero puede aumentar la oscilación.

Answer

Reduce el tiempo de establecimiento del sistema.

Answer

Aumenta la velocidad de respuesta del sistema.

Question 44

Un controlador fuzzy se utiliza para:

Accepted Answer

Controlar sistemas complejos con información imprecisa.

Answer

Optimizar el consumo energético del sistema.

Answer

Reducir el tiempo de respuesta del sistema.

Question 45

Un diagrama de bloques se utiliza para representar un sistema de control. ¿Qué información se puede obtener de este diagrama?

Accepted Answer

La relación entre los diferentes componentes del sistema.

Answer

La respuesta temporal del sistema.

Answer

Los valores de las constantes del controlador.

Question 46

Un sistema de control de nivel utiliza un sensor de presión para determinar el nivel del tanque. ¿Qué factor puede afectar la precisión del sensor?

Accepted Answer

Presión atmosférica.

Answer

Velocidad de flujo del líquido.

Answer

Voltaje de alimentación del sensor.

Answer

Temperatura del líquido.

Question 47

Un sistema de control de temperatura utiliza un controlador PID con un valor de 'setpoint' de 25°C. Si la temperatura actual es de 23°C, ¿cuál es el error de seguimiento del sistema?

Accepted Answer

2°C

Answer

0°C

Answer

25°C

Answer

-2°C