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Sistema de control
- 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DEVENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR I.U.P “ SANTIAGO MARIÑO ” EXTENSION MATURIN ESCUELA ING. ELECTRONICA SISTEMA DE CONTROL TUTORA: BACHILLER: Mariangela Pollonais Johan Muñoz C.I: 24.121.938
- 2. Las primeras aplicacionesdel control con retroalimentación se basan en los mecanismos regulados con flotador desarrollados en Grecia en el periodo 0 a 300 a.c. El reloj de agua de Ktesibios usaba un reloj con flotador. Una lámpara de aceite inventada por Pilón en al año 250 a.c., usaba un regulador con flotador para mantener un nivel constante de aceite. El primer sistema con retroalimentación inventado en la Europa moderna, fue el regulador de temperatura de Cornelis Drebbel (1572-1633) de Holanda. En 1681, Dennis Papin (1647-1712) inventó el primer regulador para calderas de vapor . El regulador de presión fue una especie de regulador semejante a la válvula de las ollas a presión. El primer regulador con retroalimentación automática usado en un proceso industrial fue el regulador centrífugo de James Watt desarrollado en 1769 para controlar la velocidad de una maquina de vapor. El regulador de nivel de agua a base de flotador que se dice fue inventado por I. Polzunov en 1765, es el primer sistema histórico dado a conocer por la unión soviética. El flotador detecta el nivel de agua y controla la válvula que tapa la entrada de la caldera. El periodo que precede a 1868 se caracterizo por el desarrollo de los sistemas de control automático inventados intuitivamente. J. C. Maxwell formuló una teoría matemática relacionada con la teoría de control usando el modelo de ecuación diferencial de un regulador. Durante el mismo periodo I. A. Vyshnegradskii formulo una teoría matemática de los reguladores. En 1922, Minorsky, trabajo en controladores automáticos de dirección en barcos y mostró cómo se podrían determinar la estabilidad a partir de las ecuaciones diferenciales que describen el sistema. En 1932: Nyquist, desarrollo un procesamiento relativamente simple para determinar la estabilidad de los sistemas de lazo cerrado sobre la base de la respuesta de lazo abierto con excitación sinusoidal en régimen permanente. En 1934, Hazen, quien introdujo el termino servomecanismos para los sistemas de control de posición, desarrolló el diseño de servomecanismos repetidores capaces de seguir con exactitud una entrada cambiante. HISTORIA DEL SISTEMA DE CONTROL
- 3. En 1940, losmétodos de respuesta en frecuencia posibilitaron a los ingenieros el diseño de sistemas lineales de control de lazo cerrado que satisfacían los comportamientos requeridos, se incrementaron en número y utilidad los métodos matemáticos y analíticos y la ingeniería de control llegó a ser una disciplina. Después de la II guerra mundial con el mayor uso de la transformada de Laplace y el plano de frecuencia compleja, continuaron dominando las técnicas del dominio de la frecuencia en el campo del control. En 1950 el énfasis de la teoría de la ingeniería de control estuvo en el desarrollo y uso de los métodos en el plano s y, particularmente, el enfoque de los lugares geométricos de las raíces; además durante esta época fue posible la utilización de las computadores analógica y digital como computadores de control. En 1960, gracias a la disponibilidad de los computadores digitales se hizo posible el análisis de sistemas complejos en el dominio del tiempo, desde entonces se ha desarrollado la teoría de control moderna, basada en el análisis y síntesis en el dominio del tiempo, utilizando variables de estado, con lo que se posibilita afrontar la complejidad creciente de las plantas modernas y los estrictos requisitos de exactitud, peso y costo en aplicaciones militares, espaciales e industriales. La ingeniería de control está interesada en el análisis y diseño de sistemas dirigidos hacia un objetivo. La teoría moderna de control esta interesada en sistemas con cualidades de auto-organización, de adaptación y de aprendizaje. TIPOS DE SISTEMA DE CONTROL Los sistemas de control son agrupados en tres tipos básicos: 1. Hechos por el hombre. Como los sistemas eléctricos o electrónicos que están permanentemente capturando señales del estado del sistema bajo su control y que al detectar una desviación de los parámetros preestablecidos del funcionamiento normal del sistema, actúan mediante sensores y actuadores, para llevar al sistema de vuelta a sus condiciones operacionales normales de funcionamiento. Un claro ejemplo de este será un termostato, el cual capta consecutivamente señales de temperatura. En el momento en que la temperatura desciende o aumenta y sale del rango, este actúa encendiendo un sistema de refrigeración o de calefacción. 2. Naturales, incluyendo sistemas biológicos. Por ejemplo, los movimientos corporales humanos como el acto de indicar un objeto que incluye como componentes del sistema de control biológico 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 dirección hacia la cual se hace referencia.
- 4. 3. Cuyos componentesestán unos hechos por el hombre y los otros son naturales. Se encuentra el sistema de control de un hombre que conduce su vehículo. Este sistema está compuesto por los ojos, las manos, el cerebro y el vehículo. La entrada se manifiesta en el rumbo que el conductor debe seguir sobre la vía y la salida es la dirección actual del automóvil. Otro ejemplo puede ser las decisiones que toma un político antes de unas elecciones. Este sistema está compuesto por ojos, cerebro, oídos, boca. La entrada se manifiesta en las promesas que anuncia el político y la salida es el grado de aceptación de la propuesta por parte de la población. 4. Un sistema de control puede ser neumático, eléctrico, mecánico o de cualquier tipo, su función es recibir entradas y coordinar una o varias respuestas según su lazo de control (para lo que está programado). 5. Control Predictivo, son los sistemas de control que trabajan con un sistema predictivo, y no activo como el tradicional ( ejecutan la solución al problema antes de que empiece a afectar al proceso). De esta manera, mejora la eficiencia del proceso contrarrestando rápidamente los efectos APLICACIONES DEL SISTEMA DE CONTROL Se puede decir que el sistema de control toma su papel generalmente en las industrias automatizadas, sin embargo tiene un gran campo laboral ya que este contribuye a una mejora del servicio de calidad para el usuario, también ocupa las tareas complejas sin intervención directa del ser humano con esto ayudando a evitar en un alto porcentaje el riesgo de accidentes laborales. Con este sistema se busca garantizar: - Eficacia, eficiencia y economía en las operaciones. - Protección y aseguramiento de los recursos. - Confiabilidad y oportunidad en la información. - Mejoramientos permanentes de la gestión a través de mecanismos de evaluación como la medición y el seguimiento. - Cumplimiento de las políticas, normas y procedimientos. En la actualidad el sistema de control siempre abarcara un espacio en el área laboral ya que sus aplicaciones son vitales para el funcionamiento de las industrias y compañías, esto nos encamina mas hacia el futuro
- 5. ELEMENTOS PRESENTES ENEL SISTEMA DE CONTROL Los elementos de un sistema de control son: • Regulador: constituye el elemento fundamental en un sistema de control, pues determina el comportamiento del bucle, ya que condiciona la acción del elemento actuador en función del error obtenido. La forma en que el regulador genera la señal de control se denomina Acción de control. Algunas se conocen con el nombre de Acciones Básicas de control y son las siguientes: - Acción proporcional (P) - Acción integral (I) - Acción Diferencial (D) En la práctica las acciones de control se pueden presentar combinadas de la siguiente manera: - Acción proporcional y diferencial: controlador PD - Acción proporcional e integral: controlador PI - Acción proporcional integral y diferencial: controlador PID • 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. A pesar de su diferente utilidad, la naturaleza de ambos es la misma; de hecho, su única diferencia estriba en el lugar en que se colocan en el sistema. Trataremos los transductores más usuales, sabiendo que se pueden emplear como captadores. • 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. La diferencia entre el valor medio de la variable controlada y el valor de consigna se puede obtener por diferentes procedimientos: neumáticos, mecánicos, eléctricos o electrónicos. • 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.
- 6. EN QUE CONSISTELA RETROALIMENTACION Como retroalimentación se designa el método de control de sistemas en el cual los resultados obtenidos de una tarea o actividad son reintroducidos nuevamente en el sistema con el fin de controlar y optimizar su comportamiento. Como tal, la retroalimentación se aplica prácticamente a cualquier proceso que involucre mecánicas semejantes de ajuste y autorregulación de un sistema. En este sentido, también se la conoce con el nombre de realimentación, retroacción. Retroalimentación Positiva y Negativa Una retroalimentación puede ser positiva o negativa, dependiendo de las consecuencias que tengan dentro del funcionamiento del sistema. La retroalimentación negativa ayuda a mantener el equilibrio del sistema, mientras que la positiva lo afecta. En este sentido, la retroalimentación positiva está asociada a procesos de evolución, crecimiento o cambio, donde el sistema se inclina hacia un nuevo equilibrio. Retroalimentación En La Gestión De Empresas En gestión de empresas, la retroalimentación es un sistema de control en el desarrollo tareas, actividades o productos, implementado mediante la supervisión y evaluación continua, cuyo objetivo es el mejoramiento paulatino de los resultados. La retroalimentación permite valorar fortalezas y reducir debilidades, considerar puntos positivos y negativos. En general, es aplicada en la gestión de empresas, pero también en ámbitos como la administración, la ingeniería, la arquitectura, la economía, la informática y la educación. Retroalimentacion En La Comunicación En el campo de la comunicación, la retroalimentación alude a toda la información relevante que el receptor de un mensaje puede devolver a su emisor con la finalidad de, por un lado, trasmitirle al emisor que se cumplió la intención comunicativa, y, por otro, influir en el comportamiento comunicativo ulterior del emisor del mensaje. En este sentido, considerando el proceso comunicativo como un esquema bidireccional entre un emisor y un receptor, la retroalimentación permitirá que el emisor pueda variar, adaptar o reconfigurar su mensaje según la respuesta que vaya obteniendo de su interlocutor. En líneas generales, la retroalimentación es fundamental para cualquier clase de proceso donde esté involucrada la comunicación.
- 7. Retroalimentación En Educación Enel área educativa, la retroalimentación es un sistema mediante el cual se pueden optimizar significativamente los procesos enseñanza-aprendizaje, para lo cual es necesario que alumno y docente se involucren de manera recíproca. El alumno, por un lado, recibirá la información relativa a sus errores, para ser corregidos, y de sus aciertos, para ser reforzados, mientras que el profesor, por otro, obtendrá también de este información relevante sobre los aspectos a los que debe dirigir más la atención en el aula. En este sentido, la retroalimentación debe tener la capacidad de influir positivamente en el proceso de aprendizaje, así como ofrecerle al alumno herramientas que le permitan desenvolverse con autonomía y adquirir conciencia sobre el proceso de aprendizaje. Retroalimentación En Medicina La medicina, por su parte, ha adoptado el concepto para referirse al mecanismo de control de muchos procesos fisiológicos en el organismo, donde, por ejemplo, una glándula cuya producción de hormona excede la cantidad necesaria para el cuerpo es inhibida y viceversa, si su producción disminuye, la glándula es estimulada a producir más hormona. Retroalimentación En Circuitos Eléctricos En circuitos eléctricos, la retroalimentación es el proceso en que parte de la energía de salida de un circuito o sistema es transferida, de retorno, a su entrada, con el objetivo de reforzar, disminuir o controlar la salida de energía del circuito.
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