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Historia de los sistemas de control
• Control de nivel:
Sensor y actuador coinciden
• Control de Temperatura (1620):
• Control de Velocidad de Rotación (1788)
Máquina de Watt
bolas girando a diferentes diámetros
se utilizan como sensor de velocidad
varían la salida de vapor
• Teoría
 J.C. Maxwell – 1868 – On Governors – ecuaciones
diferenciales, linealización, estabilidad, ecuación
característica.
 E. J. Routh – 1877 – gana premio Adams con su criterio de
estabilidad.
 A. M. Lyapunov – 1892 – estabilidad (recién se utilizó en
control a partir de 1958)
 H. Nyquist – estabilidad en frecuencia
 H. W. Bode (1945) amplificadores realimentados – análisis
frecuencia – impacto de las comunicaciones
 Callender (1936) PID para procesos industriales
 Wiener (1930) procesos estocásticos
 Kalman y Bellman 1950 – optimización y filtrado
 Pontryagin – variables de estados (edo) control óptimo
 Moscú – 1960 – nace IFAC
 AADECA – Argentina – 1960 - miembro fundador de IFAC
Aplicaciones de los sistemas de
control
En cuanto a las aplicaciones de los sistemas de control los podemos ver en:
 Control de Presión
 Control de Velocidad
 Control Numérico
 Control Digital
 Control de Tráfico
 - Control de Sistemas Biológicos
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sistema de control de presión
sistema de control de velocidad
Sistemas de control en lazo abierto
Son aquellos en los que la variable de salida
(variable controlada) no tiene efecto sobre la
acción de control (variable de control).
Características
– No se compara la salida del sistema con el
valor deseado de la salida del sistema
(referencia).
– Para cada entrada de referencia le
corresponde una condición de operación
fijada.
– La exactitud de la salida del sistema
depende de la calibración del controlador.
– En presencia de perturbaciones estos
sistemas de control no cumplen su función
adecuadamente.
Sistema de control en lazo cerrado
Son aquellos en los que la señal de salida del sistema (variable
controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control
(variable de control).
control retroalimentado
Operación que en presencia de perturbaciones tiende a reducir
la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de
referencia. Esta reducción se logra manipulando alguna
variable de entrada del sistema, siendo la magnitud de dicha
variable de entrada función de la diferencia entre la variable de
referencia y la salida del sistema.
Clasificación
–Manuales: controlador operador humano
– Automático: controlador dispositivo • Neumático, hidráulico,
eléctrico, electrónico o digital (microprocesador)
Tipos de sistemas de control
Los elementos de un sistema de control
El control automatizado en bucle cerrado se
lleva a cabo en la actualidad mediante sistemas
muy sofisticados, cuyos elementos
fundamentales son regulador, transductor,
captador, comparador y accionador. En este
tema vamos a analizar las características
fundamentales de estos elementos, haciendo
hincapié en los transductores o captadores
Componentes de un sistema de
control
-Regulador: Antiguamente, el control de los
procesos industriales se llevaba a cabo de
forma manual: el propio operario, basándose
en su experiencia, realizaba los cambios que
consideraba adecuados sobre el proceso, para
obtener de esta manera el producto final.
-Transductor o captador: El transductor tiene
la misión de traducir o adaptar un tipo de
energía a otro más adecuado para el
controlador. El captador tiene la misión de
captar una determinada información en el
sistema, para realimentarla.
-Comparador o Detector de error: En el comparador, la
señal de consigna – que es la salida del transductor- se
compara con la señal de salida medida por el captador,
con lo que se genera la señal de error. Este elemento
aparece solamente en los sistemas de control en bucle
cerrado, donde existe un bloque de realimentación de la
señal de salida. Está integrado, normalmente, dentro del
bloque del regulador.
Accionador o actuador: El elemento actuador es el
elemento final de control. Es el órgano de mando de una
válvula, una compuerta... en el que se encuentran
interruptores y relés capaces de obedecer a una señal
eléctrica o neumática procedente del regulador y de
actuar sobre la planta o proceso modificando alguno de
sus parámetros fundamentales de funcionamiento. En el
control neumático, el elemento actuador es una válvula,
que regula el caudal de algún tipo de fluido.
¿En que consiste la
realimentación?
La realimentación también referida de forma común como retroalimentación es un mecanismo por el cual una cierta
proporción de la salida de un sistema se redirige a la entrada, con objeto de controlar su comportamiento.
Los ejemplos de la realimentación se pueden encontrar en la mayoría de los sistemas complejos, tales
como ingeniería, arquitectura, economía, y biología y tiene su base en el proceso administrativo donde, el control es una etapa
cualitativa y cuantitativa, que sirve de base para la fase de planeación. Arturo Rosenblueth, investigador mexicano y médico en
cuya obra Behavior, Purpose and Teleology ("comportamiento, propósito y teleología"), de acuerdo con Norbert Wiener, fijó las
bases para la nueva ciencia de la cibernética y propuso que el comportamiento controlado por la realimentación negativa,
aplicada a un animal, al ser humano o a las máquinas era un principio determinante y directivo, en la naturaleza o en las
creaciones humanas.
Diagrama de realimentación
Bibliografía
• http://www.cienciasfera.com/materiales/tecnologia/tecno02/tema13/4_tipos_de_sistemas_de_control.html
• https://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3n
• http://www.academia.edu/7885227/Sistemas_de_control_-_lazo_abierto_-lazo_cerrado
• http://unefavirtual.unefa.edu.ve/file.php/1065/Elementos_de_un_Sistema_de_Control.pdf

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Introduccion a la teoria de control

  • 1.
  • 2. Historia de los sistemas de control • Control de nivel: Sensor y actuador coinciden • Control de Temperatura (1620):
  • 3. • Control de Velocidad de Rotación (1788) Máquina de Watt bolas girando a diferentes diámetros se utilizan como sensor de velocidad varían la salida de vapor • Teoría  J.C. Maxwell – 1868 – On Governors – ecuaciones diferenciales, linealización, estabilidad, ecuación característica.  E. J. Routh – 1877 – gana premio Adams con su criterio de estabilidad.  A. M. Lyapunov – 1892 – estabilidad (recién se utilizó en control a partir de 1958)  H. Nyquist – estabilidad en frecuencia  H. W. Bode (1945) amplificadores realimentados – análisis frecuencia – impacto de las comunicaciones  Callender (1936) PID para procesos industriales  Wiener (1930) procesos estocásticos  Kalman y Bellman 1950 – optimización y filtrado  Pontryagin – variables de estados (edo) control óptimo  Moscú – 1960 – nace IFAC  AADECA – Argentina – 1960 - miembro fundador de IFAC
  • 4. Aplicaciones de los sistemas de control En cuanto a las aplicaciones de los sistemas de control los podemos ver en:  Control de Presión  Control de Velocidad  Control Numérico  Control Digital  Control de Tráfico  - Control de Sistemas Biológicos  - Control de Sistemas Económicos sistema de control de presión sistema de control de velocidad
  • 5. Sistemas de control en lazo abierto Son aquellos en los que la variable de salida (variable controlada) no tiene efecto sobre la acción de control (variable de control). Características – No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la salida del sistema (referencia). – Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fijada. – La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador. – En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente. Sistema de control en lazo cerrado Son aquellos en los que la señal de salida del sistema (variable controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control (variable de control). control retroalimentado Operación que en presencia de perturbaciones tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia. Esta reducción se logra manipulando alguna variable de entrada del sistema, siendo la magnitud de dicha variable de entrada función de la diferencia entre la variable de referencia y la salida del sistema. Clasificación –Manuales: controlador operador humano – Automático: controlador dispositivo • Neumático, hidráulico, eléctrico, electrónico o digital (microprocesador) Tipos de sistemas de control
  • 6. Los elementos de un sistema de control El control automatizado en bucle cerrado se lleva a cabo en la actualidad mediante sistemas muy sofisticados, cuyos elementos fundamentales son regulador, transductor, captador, comparador y accionador. En este tema vamos a analizar las características fundamentales de estos elementos, haciendo hincapié en los transductores o captadores Componentes de un sistema de control -Regulador: Antiguamente, el control de los procesos industriales se llevaba a cabo de forma manual: el propio operario, basándose en su experiencia, realizaba los cambios que consideraba adecuados sobre el proceso, para obtener de esta manera el producto final. -Transductor o captador: El transductor tiene la misión de traducir o adaptar un tipo de energía a otro más adecuado para el controlador. El captador tiene la misión de captar una determinada información en el sistema, para realimentarla. -Comparador o Detector de error: En el comparador, la señal de consigna – que es la salida del transductor- se compara con la señal de salida medida por el captador, con lo que se genera la señal de error. Este elemento aparece solamente en los sistemas de control en bucle cerrado, donde existe un bloque de realimentación de la señal de salida. Está integrado, normalmente, dentro del bloque del regulador. Accionador o actuador: El elemento actuador es el elemento final de control. Es el órgano de mando de una válvula, una compuerta... en el que se encuentran interruptores y relés capaces de obedecer a una señal eléctrica o neumática procedente del regulador y de actuar sobre la planta o proceso modificando alguno de sus parámetros fundamentales de funcionamiento. En el control neumático, el elemento actuador es una válvula, que regula el caudal de algún tipo de fluido.
  • 7. ¿En que consiste la realimentación? La realimentación también referida de forma común como retroalimentación es un mecanismo por el cual una cierta proporción de la salida de un sistema se redirige a la entrada, con objeto de controlar su comportamiento. Los ejemplos de la realimentación se pueden encontrar en la mayoría de los sistemas complejos, tales como ingeniería, arquitectura, economía, y biología y tiene su base en el proceso administrativo donde, el control es una etapa cualitativa y cuantitativa, que sirve de base para la fase de planeación. Arturo Rosenblueth, investigador mexicano y médico en cuya obra Behavior, Purpose and Teleology ("comportamiento, propósito y teleología"), de acuerdo con Norbert Wiener, fijó las bases para la nueva ciencia de la cibernética y propuso que el comportamiento controlado por la realimentación negativa, aplicada a un animal, al ser humano o a las máquinas era un principio determinante y directivo, en la naturaleza o en las creaciones humanas. Diagrama de realimentación
  • 8. Bibliografía • http://www.cienciasfera.com/materiales/tecnologia/tecno02/tema13/4_tipos_de_sistemas_de_control.html • https://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3n • http://www.academia.edu/7885227/Sistemas_de_control_-_lazo_abierto_-lazo_cerrado • http://unefavirtual.unefa.edu.ve/file.php/1065/Elementos_de_un_Sistema_de_Control.pdf