02 SISTEMAS AUTOM TICOS DE CONTROL

SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL

Tecnología en Control de Procesos Electrónicos
Departamento de Ingeniería Electrónica
Facultad de Ingeniería
Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco

Ing. Jair Alberto Acosta Mongua.

INTRODUCCIÓN
El control automático ha desempeñado una función vital en el avance de la
ingeniería y la ciencia (vehículos espaciales, guiado de misiles, robóticos ysimilares).

El control automático es útil para la:
Optimización de los sistemas dinámicos
Aligerar la carga de muchas operaciones
manuales repetitivas y rutinarias, entre otras.
¡Es un campo interdisciplinario!
Ing. Jair A. Acosta M.
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Ing. Jair A. Acosta M.

Historia del control automático
NIVEL: Las primeras aplicaciones se remontan a los mecanismos reguladores
con flotador en Grecia. El relojde Ktesibius fue construido alrededor de 250
BC.

Flotador con
válvula

Flotador con
apuntador

Un reloj de agua operado por goteo de agua en un recipiente de medición a una
velocidad constante. Para esto, el tanque de suministro tenía que ser mantenido a
un nivel constante. Esto se logró utilizando una válvula de flotador similar al control
de nivel de agua en inodoros de hoy en día.
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Ing. JairA. Acosta M.

Lámpara de Aceite
Philon de Bizancio, construyo un sistema
de regulación de nivel de una lámpara de aceite.
Cuando se consume el aceite del depósito de la
base de la lámpara, a través de b entra aire en el
depósito el cual evacua aceite a través de d. En el
instante en que el depósito se llene dejará de
entrar aire en a y dejará de salir aceite por d. Con
este sistema no seconseguía un nivel constante en
el depósito pero se aseguraba la recarga de este
cuando el aceite se iba consumiendo.

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Ing. Jair A. Acosta M.

Herón de Alejandría (100 d. C.)
Publicó un libro denominado Pneumática en donde se describen varios
mecanismos de nivel de agua con reguladores de flotador. Unos de los primeros
sistemas realimentados de la historia son los dispensadores de vino cuyofuncionamiento se describe en los libros de Herón.

Figura. Dispensador automático de vino.

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PRESIÓN Y TEMPERATURA
Denis Papin Francés (1647-1712) en 1681, inventó el primer regulador de
presión para calderas de vapor.

Máquina generadora de vapor

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Ing. Jair A. Acosta M.

También en el siglo XVII,
Cornelis Drebbel en Holanda
inventó una puramente
sistema mecánico de control
detemperatura de los huevos
para incubar

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Ing. Jair A. Acosta M.

VELOCIDAD
Sin embargo el primer
trabajo
significativo
en
control con realimentación
automática fue el regulador
centrífugo de velocidad de
James Watt, desarrollado
en 1769 (Siglo XVIII).

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Ing. Jair A. Acosta M.

Minorsky, Hazen y Nyquist, entre otros, aportaron trabajos importantes en las
etapas iniciales del desarrollo de lateoría de control.
 1922 – Minorsky: Controladores automáticos para el guiado de embarcaciones, y
mostró que la estabilidad puede determinarse a partir de las ecuaciones
diferenciales que describen el sistema.
 1932 – Nyquist: Diseñó un procedimiento relativamente simple para determinar
la estabilidad de sistemas en lazo cerrado, a partir de la respuesta en lazo
abierto a entradas sinusoidalesen estado estacionario.
 1934 – Hazen: Introdujo el término servomecanismos para los sistemas de
control de posición, analizó el diseño de los servomecanismos con relé, capaces
de seguir con precisión una entrada cambiante.

 1940 – 1950: métodos de la respuesta en frecuencia (especialmente los
diagramas de Bode) hicieron posible que los ingenieros diseñaran sistemas de
control lineales en lazocerrado que cumplieran los requisitos de
comportamiento.
 En esta etapa muchos sistemas de control industrial utilizaban controladores PID
para el control de la presión, de la temperatura, etc.
 1940:
A principios Ziegler y Nichols establecieron reglas para sintonizar controladores
PID (reglas de sintonía de Ziegler-Nichols).
A finales, se desarrolló por completo el método del lugar de las...