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6. Función de transferencia

En ocasiones para conocer la respuesta de un sistema en función del tiempo, se aplican en la entrada del elemento señales conocidas y se evalúan la respuesta que aparece en su salida. De este modo se obtiene la llamada respuesta transitoria. En general se introduce por la entrada del sistema una señal en forma de escalón.

Sin embargo es mucho más operativo estudiar matemáticamente la respuesta del sistema mediante la llamada función de transferencia.

Por medio de la función de transferencia se puede conocer:

  • La respuesta del sistema ante una señal de entrada determinada.
  • La estabilidad del sistema (si la respuesta del sistema se va a mantener dentro de unos límites determinados).
  • Qué parámetros se pueden aplicar al sistema para que éste permanezca estable.

Importante

Se define función de transferencia G(s),  de un sistema como el cociente entre la transformada de Laplace de la señal de salida y la transformada de Laplace de señal de entrada, suponiendo las condiciones iniciales nulas.
Imagen 14. Recurso propio.

Matemáticamente se representará:

Características de la función de transferencia (FDT):

La función de transferencia es una propiedad del sistema y depende de las propiedades físicas de los componentes del sistema, es por tanto independiente de las entradas aplicadas.

  • La función de transferencia viene dada como el cociente de dos polinomios en la variable complejas de Laplace, uno, N(s) (numerador) y otro D(s) (denominador).
  • El polinomio del denominador de la función de transferencia, D(s), se llama función característica, ya que determina, por medio de los valores de sus coeficientes, las características físicas de los elementos que componen el sistema, independientemente de la excitación que posea y perturbaciones que pudiera tener.
  • La función característica igualada a cero (D(s)=0) se conoce como ecuación característica del sistema:

Las raíces de la ecuación característica se denominan polos del sistema. Las raíces del numerador N(s) reciben el nombre de ceros del sistema.

 

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