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Ing. Roberto A Cigarruista S1Tpicos de Sistemas de ControlINTRODUCCINTeora de Control1Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S2Tpicos de Sistemas de ControlEl control automtico ha desempeado una funcin vital en el avance de la ingeniera y la ciencia.

El control automtico se ha vuelto una parte importante e integral de los procesos modernos industriales y de manufactura.

El control automtico es esencial en el control numrico de las mquinas-herramienta de las industrias de manufactura, en el diseo de sistemas de pilotos automticos en la industria aeroespacial, y en el diseo de automviles y camiones en la industria automotriz.

Tambin es esencial en las operaciones industriales como el control de presin, temperatura, humedad, viscosidad y flujo en las industrias de proceso.INTRODUCCIN2Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S3Tpicos de Sistemas de Control

3Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S4Tpicos de Sistemas de ControlDefiniciones.Antes de analizar los sistemas de control, deben definirse ciertos trminos bsicos.La variable controlada: es la cantidad o condicin que se mide y controla.

La variable manipulada: es la cantidad o condicin que el controlador modifica para afectar a el valor de la variable controlada.Controlar: significa medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicar la variable manipulada al sistema para corregir o limitar una desviacin del valor medido a partir de un valor deseado.Planta: Una planta puede ser una parte de un equipo, tal vez un conjunto de las partes de una mquina que funcionan juntas, el propsito de la cual es ejecutar una operacin particular4Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S5Tpicos de Sistemas de ControlProceso: llamaremos proceso a cualquier operacin que se va a controlar.Sistemas. Un sistema es una combinacin de componentes que actan juntos y realizan un objetivo determinado.Perturbaciones. Una perturbacin es una seal que tiende a afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Perturbacin interna, dentro del sistemaPerturbacin externa, fuera del sistema y es una entrada.Control realimentado. El control realimentado se refiere a una operacin que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia y lo contina haciendo con base en esta diferencia.5Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S6Tpicos de Sistemas de ControlCONTROL EN LAZO CERRADO EN COMPARACIN CON EL CONTROL EN LAZO ABIERTOSistemas de control en lazo cerrado. Los sistemas de control realimentados se denominan tambin sistemas de control en lazo cerrado. En la prctica, los trminos control realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente.

En un sistema de control en lazo cerrado, se alimenta al controlador la seal de error de actuacin, que es la diferencia entre la seal de entrada y la seal de realimentacin (que puede ser la seal de salida misma o una funcin de la seal de salida y sus derivadas y/o integrales), a fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor conveniente.

El trmino control en lazo cerrado siempreimplica el uso de una accin de control realimentado para reducir el error del sistema.6Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S7Tpicos de Sistemas de ControlCONTROL EN LAZO CERRADO EN COMPARACIN CON EL CONTROL EN LAZO ABIERTOSistemas de control en lazo abierto. Los sistemas en los cuales la salida no afecta la accin de control se denominan sistemas de control en lazo abierto. En otras palabras, en un sistema de control en lazo abierto no se mide la salida ni se realimenta para compararla con la entrada. En cualquier sistema de control en lazo abierto, la salida no se compara con la entrada de referencia. Por tanto, a cada entrada de referencia le corresponde una condicin operativa fija; como resultado, la precisin del sistema depende de la calibracin. Ante la presencia de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea deseada. En la prctica, el control en lazo abierto slo se usa si se conoce la relacin entre la entrada y la salida y si no hay perturbaciones internas ni externas.7Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S8Tpicos de Sistemas de Control

Actividad 1El proceso de lavado lo realiza en un tiempo preestablecido

Cambia de luz en un tiempo preestablecido

La cmara detecta si hay poca luz y activa el flash

La refrigeradora mide la temperatura y mantiene la temperatura prefijada8Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S9Tpicos de Sistemas de ControlSistemas de control en lazo cerrado en comparacin con los sistemas en lazo abierto.

Una ventaja del sistema de control en lazo cerrado es que el uso de la realimentacin vuelve la respuesta del sistema relativamente insensible a las perturbaciones externas y a las variaciones internas en los parmetros del sistema. Por tanto, es posible usar componentes relativamente precisos y baratos para obtener el control adecuado de una planta determinada, en tanto que hacer eso es imposible en el caso de un sistema en lazo abierto.Desde el punto de vista de la estabilidad, el sistema de control en lazo abierto es ms fcil de desarrollar, porque la estabilidad del sistema no es un problema importante. Por otra parte, la estabilidad es una funcin principal en el sistema de control en lazo cerrado, lo cual puede conducir a corregir en exceso errores que producen oscilaciones de amplitud constante o cambiante.9Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S10Tpicos de Sistemas de ControlModelos matemticos.

Los modelos matemticos pueden adoptar muchas formas distintas. Dependiendo del sistema del que se trate y de las circunstancias especficas, un modelo matemtico puede ser ms conveniente que otros.Sistemas lineales.

Un sistema se denomina lineal si se aplica el principio de superposicin. Este principio establece que la respuesta producida por la aplicacin simultnea de dos funciones de entradas diferentes es la suma de las dos respuestas individuales. Por tanto, para el sistema lineal, la respuesta a varias entradas se calcula tratando una entrada a la vez y sumando los resultados. Este principio permite desarrollar soluciones complicadas para la ecuacin diferencial lineal a partir de soluciones simples.10Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S11Tpicos de Sistemas de ControlSistemas no lineales.

Un sistema es no lineal si no se aplica el principio de superposicin. Por tanto, para un sistema no lineal la respuesta a dos entradas no puede calcularse tratando cada una a la vez y sumando los resultados

Curvas caractersticas para diversas no linealidades11Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S12Tpicos de Sistemas de ControlPrctica1. Confeccione un diagrama de bloques

12Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S13Tpicos de Sistemas de ControlPrctica1. Confeccione un diagrama de bloques

13Tpicos de Sistemas de ControlIng. Roberto A Cigarruista S14Tpicos de Sistemas de ControlTpicos de Sistemas de Control14Tpicos de Sistemas de Control