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respuesta en frecuencia de sistemas lineales, invariantes en el ...

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Respuesta <strong>en</strong> Frecu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> Sistemas Lineales<br />

Control I<br />

0<br />

-20<br />

-40<br />

-60<br />

G1(jω)<br />

Fase, Grados<br />

-80<br />

-100<br />

-120<br />

G2(jω)<br />

-140<br />

-160<br />

-180<br />

-200<br />

10 -1 10 0 10 1<br />

Frecu<strong>en</strong>cia, rad/s<br />

Figura 55: Características <strong>de</strong> ángulo <strong>de</strong> dos <strong>sistemas</strong> G ( ) y G ( ) .<br />

Para un sistema <strong>de</strong> fase mínima, las características <strong>de</strong> amplitud y ángulo <strong>de</strong><br />

fase están r<strong>el</strong>acionados directam<strong>en</strong>te. Esto significa que si se especifica la<br />

curva <strong>de</strong> amplitud <strong>de</strong> un sistema <strong>en</strong> todo <strong>el</strong> rango <strong>de</strong> frecu<strong>en</strong>cias <strong>de</strong>s<strong>de</strong> cero<br />

a infinito, queda unívocam<strong>en</strong>te <strong>de</strong>terminada la curva <strong>de</strong> ángulo <strong>de</strong> fase y<br />

viceversa. Sin embargo esto no se cumple para <strong>sistemas</strong> <strong>de</strong> fase no mínima.<br />

Pue<strong>de</strong> producirse situaciones <strong>de</strong> fase no mínima por dos caminos sigui<strong>en</strong>tes.<br />

Uno es simplem<strong>en</strong>te cuando un sistema incluye un <strong>el</strong>em<strong>en</strong>to o <strong>el</strong>em<strong>en</strong>tos <strong>de</strong><br />

fase no mínimas. La otra situación pue<strong>de</strong> producirse <strong>en</strong> <strong>el</strong> caso que hay un<br />

lazo m<strong>en</strong>or inestable.<br />

Para un sistema <strong>de</strong> fase mínima, <strong>el</strong> ángulo <strong>de</strong> fase <strong>en</strong> ω = ∞ se vu<strong>el</strong>ve -90°<br />

( q − p ); don<strong>de</strong> p y q son los grados <strong>de</strong> los polinomios numerador y<br />

d<strong>en</strong>ominador <strong>de</strong> la función <strong>de</strong> transfer<strong>en</strong>cia respectivam<strong>en</strong>te. Para un<br />

sistema <strong>de</strong> fase no mínima, <strong>el</strong> ángulo <strong>de</strong> fase <strong>en</strong> ω = ∞ difiere <strong>de</strong> -90°<br />

( q − p ). En cualquiera <strong>de</strong> ambos <strong>sistemas</strong>, le p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la curva <strong>de</strong>l<br />

logaritmo <strong>de</strong> amplitud <strong>en</strong> ω = ∞ es igual a -20 ( q − p ) dB/década. Por tanto,<br />

es posible <strong>de</strong>tectar si un sistema es o no <strong>de</strong> fase mínima examinando tanto<br />

la p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la asíntota <strong>de</strong> alta frecu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> la curva <strong>de</strong> logaritmo <strong>de</strong> la<br />

magnitud, como <strong>el</strong> ángulo <strong>de</strong> fase <strong>en</strong> ω = ∞ . Si la p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la curva <strong>de</strong><br />

logaritmo <strong>de</strong> la amplitud cuando ω ti<strong>en</strong><strong>de</strong> a infinito es -20 ( q − p ) dB/década<br />

y <strong>el</strong> ángulo <strong>de</strong> fase <strong>en</strong> ω = ∞ es igual a -90°( q − p ), <strong>el</strong> sistema es un sistema<br />

<strong>de</strong> fase mínima.<br />

1 s<br />

2 s<br />

- 74 -

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