Copy of UNIDAD 1: SISTEMAS DE CONTROL

1.1.1 CONTROL, SISTEMA, PROCESO, ACTUADOR, VARIABLE

CONTROLADA, VARIABLE MANIPULADA, SISTEMA DE CONTROL, PERTURBACION, ENTRADA DE REFERENCIA

Para entrar al estudio de los Sistemas de Control, se deben definir los siguientes términos:

• Control: esta palabra se usa para designar regulación, gobierno, dirección o comando. Es una estrategia que verifica lo que ocurre (realidad) con respecto a lo que debería ocurrir (objetivo) y de no existir concordancia se toman acciones para corregir la diferencia.

Sistema de Control Automático: Sistema que reemplaza al factor humano en la realización de tareas peligrosas, repetitivas, monótonas, que requieren especial atención.

El control ha evolucionado desde básicos sistemas mecánicos, hasta modernos controladores digitales. En un principio, los sistemas de control se reducían prácticamente a reacciones; éstas eran provocadas mediante contrapesos, poleas, fluidos, etc. A principios del siglo pasado, se comenzó el trabajo con modelos matemáticos más estrictos para realizar el control automático. Se inició por ecuaciones diferenciales; a mediados de siglo, surgió el análisis de la respuesta en frecuencia y lugar geométrico de las raíces. Con el surgimiento de sistemas digitales que posibilitan el análisis en el dominio del tiempo, los sistemas de control moderno se basaron en éste y las variables de estado. Surgió en el último cuarto del siglo XX el control difuso, basado en la lógica difusa y toma de decisiones. El control difuso posee técnicamente la capacidad de tomar decisiones imitando el comportamiento humano y no basándose en estrictos modelos matemáticos. En la actualidad la automática se concibe como la construcción de autómatas, máquinas a las que considera dotadas de una “vida” en relación con el entorno que las rodea.

Variable manipulada: estímulo aplicado al proceso por el equipo de control con el fin de lograr que la variable controlada alcance el valor deseado.

Variable controlada: respuesta obtenida del sistema controlado.

Perturbación:

1. Señal aditiva NO deseada que tiende a afectar el valor de la salida del sistema.

2. Cualquier causa que hace que la variable controlada se desvíe de su objetivo

El Control Automático juega un papel fundamental en los sistemas y procesos tecnológicos modernos. Los beneficios que se obtienen con un buen control son enormes. Estos beneficios incluyen productos de mejor calidad, menor consumo de energía, minimización de desechos, mayores niveles de seguridad y reducción de la polución. Es evidente que el especialista en control automático puede contribuir significativamente en diversas áreas de la tecnología moderna. El área de mayor impacto en la actualidad es la de automatización de procesos de manufactura.

Tipos de sistemas:

• Control Automático en lazo abierto: La salida no tiene efecto sobre la entrada (acción de excitación).NO se mide, NO se realimenta para modificar la entrada. A cada entrada le corresponde una condición de trabajo fija. Sólo se puede usar el control en lazo abierto si la relación entre la entrada y la salida es conocida y si no hay perturbaciones.

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• Control Automático en lazo cerrado: La acción (excitación al sistema) depende de la reacción (respuesta) en cada instante del sistema.

La respuesta se compara con el valor deseado y la diferencia entre ambas (error) se utiliza para actuar sobre el proceso con el fin de reducir el error y llevar la respuesta al valor deseado.

1.1 Marco Conceptual

El control automático estudia los modelos matemáticos de sistemas dinámicos, sus propiedades y el cómo modificar éstas mediante el uso de otro sistema dinámico llamado controlador.