Fundamentos basicos del Sistema de Control

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio de Poder Popular para la Educación
Superior
IUP «Santiago Mariño»
Extensión Maturín
Bachiller:
Jesus Abreu.
C.I V- 21.311.076

2. La primera vez que se aplica un control con realimentación fue en el tiempo de los
griegos en el cual realizaron mecanismos regulados con flotador. Los árabes
fueron obteniendo conocimientos de un libro publicado en el siglo I D.C por Herón
de Alejandría titulado «Pneumática» y así es como perfeccionaron los relojes de
agua.
En el siglo XVI renacieron los mecanismos. Cornelius Drebbel diseño un regulador
de temperatura.
En 1681 Dennis Papin creo el primer regulador de presión para calderas de vapor.
En 1970 James Watt desarrolló el regulador centrifugo que es considerado el
primer regulador con realimentación automática usada en un proceso industrial y
es usado para controlar la velocidad de una maquina de vapor.
J.C. Maxwell propuso una solución al problema de los reguladores centrífugos
utilizando una ecuación diferencial y analizando las condiciones de estabilidad
para un sistema de tercer orden, esto fue en 1868 pero fue incapaz de extender
su teoría a sistemas de un orden mas elevado.

3. En 1874 John Routh determino las condiciones de estabilidad para sistemas de
hasta 5º orden.
En 1895 Hurwitz resolvió el problema para orden 7 y Bompiani estableció la
equivalencia de los criterios empleados por Routh y Hurwitz en 1911.
A principios del siglo XX el desarrollo de control automático fue muy lento pero de
igual manera en 1920 Minorsky realiza un sistema de dirección automática de
barcos y control de posiciones de cañones de abordo.
En 1927 Harold Black invento el amplificador con realimentación negativa.
Una fecha importante en la ingeniería de control fue el año 1934 que fue cuando
Hazen publico el primer trabajo analítico sobre el diseño de sistemas de lazo
cerrado el cual fue base para los que sucedieron después.
En EEUU y Europa la teoría de control se desarrollo en 1940 basada en la
respuesta en el dominio de la frecuencia. En Rusia usaron ecuaciones
diferenciales para utilizar la formulación en el dominio del tiempo.

4. En la década 1950 – 1960 se hizo extensiva el uso de la transformada de Laplace
y el plano de la frecuencia compleja, en esta misma década fue posible la
utilización de los ordenadores analógicos y digital como componentes del control.
Debido a la complejidad de los sistemas se hace preciso un nuevo enfoque
matemático de la teoría de control y aparece el concepto de variable de estados.
El espacio de estados ya había sido utilizado por el matemático francés Poincaré
en 1892 pero fue en 1950 cuando se incorpora para el análisis de sistema de
control.
La teoría de control sigue incorporando nuevos métodos que se aplican a nuevas
ramas del saber y son parte de un contexto mas amplio, llamado «Ingeniería de
Sistemas» La ingeniería de control se basa mas que todo en el análisis y diseño
de sistemas dirigidos hacia un objetivo.
Como consecuencia, la mecanización de planes de acción dirigidos hacia un
objetivo se ha incrementado hasta establecer una jerarquía de control con
cualidades de auto organización, adaptación, aprendizaje, entre otros.

5. Los componentes básicos de un sistema de control son:
1. Objetivos de Control.
2. Componentes del sistema de control.
3. Resultados o salidas.
Los objetivos se pueden identificar como entradas o señales actuantes U, y los
resultados también se llaman salida o variables controladas Y. (Ej. Figura 1)
Figura 1

6. Los sistemas de control de lazo abierto constituyen el tipo mas sencillo económico
de los sistemas de control, los elementos de este tipo de sistema consta de dos
parte EL CONTROLADOR Y EL PROCESO CONTROLADO. (Ej. Figura 2)
A menudo, las consideraciones sobre sensibilidad son importantes en el diseño de
sistemas ya que todos los elementos físicos tienen propiedades que cambian con
el ambiente y la edad, por lo que no se puede considerar a los parámetros de un
sistema de control como completamente estacionario durante la vida de operación
de sistema.
Figura 2

7. Los sistemas de control pueden clasificarse de distintas formas, dependiendo del
criterio usado como discriminador.
1. Lazo abierto y lazo cerrado: La exactitud de estos sistemas depende de su
programación previa. Es preciso se prever las relaciones que deben darse
entre los diferentes componentes del sistema, a fin de tratar de conseguir que
la salida alcance el valor deseado con la exactitud prevista.
2. Control continuo y control discreto: Los sistemas de control en tiempo
discreto difieren de los sistemas de control de tiempo continuo en que las
señales en uno o mas puntos de sistema son en forma de pulso o de un
código digital.
3. Sistemas lineales y no lineales: Los sistemas de control realimentado
lineales son modelos ideales fabricados por el analista para simplificar el
análisis y el diseño. Por otra parte los sistemas no lineales son difíciles de
tratar en forma matemática, y no existen métodos generales disponibles para
resolver una gran variedad de clases de sistemas no lineales.
4. Sistemas variantes o invariantes con el tiempo: En la practica, la mayoría
de los sistemas físicos contienen elementos de derivan o varían con el
tiempo, por ejemplo: La resistencia de la bobina de un motor eléctrico variara
cuando el motor es excitado por primera vez y su temperatura está
aumentando.