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Exp Subt Sistemas de Control

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Diapositiva 1

Sistemas de controlLos sistemas de control segn la Teora Ciberntica se aplican en esencia para los organismos vivos, las mquinas y las organizaciones. Estos sistemas fueron relacionados por primera vez en 1948 por Norbert Wiener en su obra Ciberntica y Sociedad con aplicacin en la teora de los mecanismos de control.

Un sistema de control est definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados.

Hoy en da los procesos de control son sntomas del proceso industrial que estamos viviendo. Estos sistemas se usan tpicamente en sustituir un trabajador pasivo que controla un determinado sistema ( ya sea elctrico, mecnico, etc. ) con una posibilidad nula o casi nula de error, y un grado de eficiencia mucho ms grande que el de un trabajador. Los sistemas de control ms modernos en ingeniera automatizan procesos en base a muchos parmetros y reciben el nombre de Controladores de Automatizacin Programables (PAC).Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.2. Ser eficiente segn un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.

Clasificacin de los Sistemas de Control segn su comportamiento

1.- Sistema de control de lazo abierto.

2.- Sistema de control de lazo cerrado.

Tipos de Sistemas de ControlLos sistemas de control son agrupados en tres tipos bsicos:1. Hechos por el hombre. Como los sistemas elctricos o electrnicos que estn permanentemente capturando seales de estado del sistema bajo su control y que al detectar una desviacin de los parmetros pre-establecidos del funcionamiento normal del sistema, actan mediante sensores y actuadores, para llevar al sistema de vuelta a sus condiciones operacionales normales de funcionamiento. Un claro ejemplo de este ser un termostato, el cual capta consecutivamente seales de temperatura. En el momento en que la temperatura desciende o aumenta y sale del rango, este acta encendiendo un sistema de refrigeracin o de calefaccin.

2. Naturales, incluyendo sistemas biolgicos. Por ejemplo, los movimientos corporales humanos como el acto de indicar un objeto que incluye como componentes del sistema de control biolgico los ojos, el brazo, la mano, el dedo y el cerebro del hombre. En la entrada se procesa el movimiento y la salida es la direccin hacia la cual se hace referencia.

3. Cuyos componentes estn unos hechos por el hombre y los otros son naturales. Se encuentra el sistema de control de un hombre que conduce su vehculo. ste sistema est compuesto por los ojos, las manos, el cerebro y el vehculo. La entrada se manifiesta en el rumbo que el conductor debe seguir sobre la va y la salida es la direccin actual del automvil..

Otro ejemplo puede ser las decisiones que toma un poltico antes de unas elecciones. ste sistema est compuesto por ojos, cerebro, odos, boca. La entrada se manifiesta en las promesas que anuncia el poltico y la salida es el grado de aceptacin de la propuesta por parte de la poblacin.

4. Un sistema de control puede ser neumtico, elctrico, mecnico o de cualquier tipo, su funcin es recibir entradas y coordinar una o varias respuestas segn su lazo de control (para lo que est programado).

5. Control Predictivo, son los sistemas de control que trabajan con un sistema predictivo, y no activo como el tradicional ( ejecutan la solucin al problema antes de que empiece a afectar al proceso). De esta manera, mejora la eficiencia del proceso contrarrestando rpidamente los efectos.

Caractersticas de un Sistema de Control1.-Seal de Corriente de Entrada: Considerada como estmulo aplicado a un sistema desde una fuente de energa externa con el propsito de que el sistema produzca una respuesta especfica.2.-Seal de Corriente de Salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la respuesta que implicaba la entrada.3.-Variable Manipulada: Es el elemento al cual se le modifica su magnitud, para lograr la respuesta deseada. Es decir, se manipula la entrada del proceso.4.-Variable Controlada: Es el elemento que se desea controlar. Se puede decir que es la salida del proceso.5.-Conversin: Mediante receptores se generan las variaciones o cambios que se producen en la variable.6.-Variaciones Externas: Son los factores que influyen en la accin de producir un cambio de orden correctivo.7.-Fuente de Energa: Es la que entrega la energa necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.8.-Retroalimentacin: La retroalimentacin es una caracterstica importante de los sistemas de control de lazo cerrado. Es una relacin secuencial de causas y efectos entre las variables de estado. Dependiendo de la accin correctiva que tome el sistema, este puede apoyar o no una decisin, cuando en el sistema se produce un retorno se dice que hay una retroalimentacin negativa; si el sistema apoya la decisin inicial se dice que hay una retroalimentacin positiva.9.-Variables de fase: Son la variables que resultan de la transformacin del sistema original a la forma cannica controlable. De aqui se obtiene tambin la matriz de controlabilidad cuyo rango debe ser de orden completo para controlar el sistema.

15La Ingeniera en los Sistemas de ControlLos problemas considerados en la ingeniera de los sistemas de control, bsicamente se tratan mediante dos pasos fundamentales como son:1.-El anlisis.2.-El diseo.En el anlisis se investiga las caractersticas de un sistema existente. Mientras que en el diseo se escogen los componentes para crear un sistema de control que posteriormente ejecute una tarea particular. Existen dos mtodos de diseo:1.-Diseo por anlisis.2.-Diseo por sntesis.El diseo por anlisis modifica las caractersticas de un sistema existente o de un modelo estndar del sistema y el diseo por sntesis en el cual se define la forma del sistema a partir de sus especificaciones.La representacin de los problemas en los sistemas de control se lleva a cabo mediante tres representaciones bsicas o modelos:1.-Ecuaciones diferenciales, integrales, derivadas y otras relaciones matemticas.2.-Diagramas en bloque.3.-Grficas en flujo de anlisis.Los diagramas en bloque y las grficas de flujo son representaciones grficas que pretenden el acortamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si est caracterizado de manera esquemtica o mediante ecuaciones matemticas. Las ecuaciones diferenciales y otras relaciones matemticas, se emplean cuando se requieren relaciones detalladas del sistema. Cada sistema de control se puede representar tericamente por sus ecuaciones matemticas. El uso de operaciones matemticas es patente en todos los controladores de tipo P, PI y PID, que debido a la combinacin y superposicin de clculos matemticos ayuda a controlar circuitos, montajes y sistemas industriales para as ayudar en el perfeccionamiento de los mismos.

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