Conceptos basicos AI

Conceptos básicos de Regulación Automática

Aplicaciones del control automático
El objetivo de cualquier dispositivo de control automático es conseguir que un sistema
responda a la consigna de entrada y a las perturbaciones, logrando que tenga en todo
momento la salida controlada dentro de unos valores especificados. Para realizar estas
funciones hay fundamentalmente dos técnicas decontrol: de cadena abierta y de cadena
cerrada. La finalidad de ambos métodos es la misma: conseguir que la variable de salida tenga
“el valor deseado” y ambos requieren conocer cómo se comporta el sistema. El control en
cadena abierta simplemente considera que para un determinado valor de entrada el sistema va
a dar cierto valor en su salida. El control en cadena cerrada, conociendo la salida delsistema y
utilizando técnicas de control más o menos complejas es capaz de variar la entrada del sistema
bajo control para responder a variaciones indeseadas de la salida. Este proceso requiere
comparar la variable de salida con una variable de referencia y actuar en función de las
desviaciones que se producen entre estas variables, ya sean debidas a perturbaciones
indeseadas o modificacionesen la señal de referencia. En este sentido es interesante
diferenciar la repuesta que se obtiene cuando la señal de referencia presenta un valor fijo o si
éste es variable. En este punto hay que señalar que siempre es relevante al análisis de la
respuesta estacionaria del sistema pero también un análisis de la respuesta en régimen
transitorio para que la respuesta del sistema se ajuste a lasespecificaciones y especialmente
cuando la referencia varía con el tiempo.

Sistemas con referencia fija
Un buen ejemplo es uno de los primeros sistemas de regulación automática que se plantearon
para mantener en un valor fijo y constante la velocidad de giro de una máquina de vapor. El
regulador desarrollado en 1769 por James Watt (y que lleva su nombre) consistente en un
mecanismocentrífugo, que mediante un sistemas de palancas, actúa sobre una válvula que
varía el flujo de vapor que entra en la máquina. De esta forma al aumentar la velocidad de giro
se reduce el flujo de vapor y viceversa, con el
Rotación
objetivo de mantener una velocidad de giro
Regulador
dentro de unos márgenes de velocidad
de Watt
Abre
establecidos, respondiendo a las variaciones
Desplazamiento
de lacarga de la máquina de forma
automática
(lo
que
perturbación externa).

representa

una

Sistemas con referencia variable

Cierra

Carga

Máquina
De vapor

Válvula de
vapor

En muchos dispositivos de bajo control el valor de la señal de referencia no se mantiene
constante con el tiempo. Un ejemplo de control con valor de referencia variable es el control de
la trayectoriade un barco. La tarea de control, en este caso, consiste en ajustar cada vez, en
función del trayecto a seguir, un nuevo valor deseado w del rumbo angular del barco. El
controlador R actúa variando la posición del timón (variable correctora y), la cual ajusta

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permanentemente el rumbo angular actual, es decir la variable controlada x, en un valor de
rumbo deseado, de tal modo que ladiferencia entre el valor deseado y el valor actual (señal de
error e) sea en lo posible cero. Las perturbaciones que se presentan en este caso son, por
ejemplo, la influencia del viento y de las corrientes de agua.

Principios del control en cadena abierta
Cadena abierta frente a cadena cerrada
En muchos casos los sistemas de automatización se basan en sistemas de control en cadena
abiertamientras que en otros se utilizan sistemas en cadena cerrada. Ambas tecnologías
tienen la misma finalidad: conseguir que las variables de salida presenten los valores
deseados. Sin embargo, estas tecnologías se diferencian fundamentalmente en la manera en
que se integran en el sistema. Esta diferencia se evidenciará en el apartado siguiente,
mediante un ejemplo de aplicación que consiste en...