Este documento describe los conceptos básicos de los sistemas de control, incluyendo sus componentes (controlador, proceso controlado, señal de entrada, señal de salida), y tipos de sistemas como lazo abierto y lazo cerrado. También resume brevemente la historia y desarrollo de la teoría de control, desde los primeros mecanismos de regulación en la antigua Grecia hasta los avances del siglo XX que permitieron el uso de ordenadores y nuevos métodos matemáticos.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA
EXTENSIÓN MATURÍN
Profesor(a):
Mariangela Pollonais
Maturín, Diciembre del 2014
Estudiante:
Maryangel Malavé

2. Un sistema es un conjunto de componentes interconectados,
formando un bloque coherente y cuya misión es caracterizar una función
que no es posible lograr con cada una de las partes consideradas
individualmente. Un Sistema de Control representa un conjunto de
aparatos coordinados de tal manera que proporcionan la respuesta
deseada de un determinado proceso. La base para el análisis de la Teoría
de Control se encuentra en la Teoría de los Sistemas Lineales, la cual
supone una relación causa-efecto para los componentes del sistema.

3. Las primeras aplicaciones de control con
realimentación datan del tiempo de los griegos,
en el que realizaron mecanismos regulados con
flotador. Los árabes recogieron estos
conocimientos y perfeccionaron la construcción
de relojes de agua, cuya edad de oro finalizo en
1258.
Los mecanismos de regulación volvieron a
renacer en el siglo XVI en Europa, y un tiempo
después, en 1770 se crea el primer regulador con
realimentación automática usado en un proceso
industrial y que para muchos representa el
primer sistema de control automático, fue el
regulador centrífugo de James Watt desarrollado
para controlar la velocidad de una maquina de
vapor.

4. Debido a la inestabilidad en el regulador centrifugo de
Watt se iniciaron diversas investigaciones. El siglo XIX fue
un periodo de muchas propuestas y descubrimientos que le
dieron un empuje al área de control automático. A
principios del siglo XX el desarrollo fue muy lento ya que
se basaba primordialmente en sistemas mecánicos.
El verdadero desarrollo de la teoría de control va acompañado del desarrollo de la
Electrónica. En 1927, Harold Black invento el amplificador con realimentación
negativa. El análisis de la estabilidad de este amplificador, publicado por Harry
Nyquist dio origen a los métodos de la respuesta en frecuencia, utilizando el
concepto de anchura de banda y otras variables dependientes de la frecuencia.
Otro año importante para la Ingeniería de Control fue 1934, en el que Hazen
publico el primer trabajo analítico sobre sistemas de lazo y que fue origen de los
que se sucedieron después.

5. Hasta 1940, la teoría de control se desarrollo
en EEUU y Europa en base a la respuesta en el
dominio de la frecuencia. En la década de
1950-1960 se hizo extensivo el uso de la
transformada de Laplace y el plano de la
frecuencia compleja. También en esta época se
hace posible la utilización de ordenadores
analógicos y digitales, lo cual le proporciona
rapidez y exactitud al ingeniero de control a la
hora de realizar los cálculos.
La teoría de control sigue
incorporando nuevos
métodos que se aplican a
nuevas ramas del saber y son
parte de un contexto más
amplio. Por eso la ingeniería
de control esta interesada en
el análisis y diseño de
sistemas dirigidos hacia un
objetivo.
En 1950 aparece el concepto de variables
de estado para un nuevo enfoque
matemático, aunque ya había sido utilizado
antes por el matemático francés Poincaré en
1892. Con la llegada de Sputnik y la era
espacial se hizo preciso diseñar sistemas de
control complejos y altamente precisos para
proyectiles y pruebas espaciales, dándole un
gran impulso a la ingeniería de control.

6. El objetivo de un sistema de control es controlar las salidas
en alguna forma preestablecida mediante las entradas a través
de los elementos del sistema de control. Los componentes
básicos de un sistema de control se pueden describir mediante:
a) Objetivos de control.
b) Componentes del sistema de control.
c) Resultados o salidas.

7. Por ejemplo:
1. El sistema de control de Lazo Abierto, el cual es el más
sencillo y económico.
Elementos:
a) Controlador y Proceso controlado.
b) Señal de entrada o comando r que se aplica al controlador.
c) Señal actuante u.
d) Luego que se controla el proceso tenemos la variable controlada y.

8. 2. El siguiente ejemplo es un sistema de control más adaptable y exacto ya
que consta de una conexión de realimentación de la salida a la entrada del
sistema.
Lazo Cerrado:
A diferencia del sistema anterior, podemos destacar la presencia de un
detector de error o comparador, así como de un transductor.
También consta de una señal de error. El control realizará su acción
correctora hasta que el error e(t) sea nulo. Este sistema se conoce
también como Sistema de control automático.

9. • Montaje simple y adaptación de los elementos.
• Mayor economía que un sistema de lazo
cerrado equivalente.
• Incremento en la exactitud
• Pequeña sensibilidad a los cambios en los
componentes.
• Reducidos efectos de las perturbaciones.
Los sistemas de control pueden clasificarse de distintas maneras, puede ser
de acuerdo con su propósito principal, teniendo así sistemas de control de
posición, de control de velocidad, entre otros. A continuación veremos la
comparación entre los principales sistemas:

10. • Tiempo discreto y tiempo continuo. Estos
difieren en que las señales en uno o más
puntos del sistema son en forma de pulsos
o de un código digital.
• Los sistemas en tiempo discreto se
subdividen en Sistemas de control de datos
muestreados y Sistema de control digital.
• Para sistemas lineales, existe una gran
cantidad de técnicas analíticas y graficas
para fines de diseño y análisis.
• Los sistemas no lineales, son difíciles de
tratar en forma matemática y no existen
métodos generales para resolver una gran
variedad de sistemas no lineales.
• En la practica, la mayoría de los sistemas
físicos contienen elementos que derivan o
varían con el tiempo.
• Un sistema variante en el tiempo sin no
linealidades tiene un diseño y análisis más
complejo que un sistema lineal invariante
con el tiempo.