Mecatronica

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Control
Un sistema es de control si la salida se controla de modo que pueda adoptar un valor o cambio en particular de alguna manera definida. (Bolton).

Control clásico
Introducción. Sistemas de control.

Se definirá control como la acción de llevar un sistema de un estado a otro. En esta acción se puede buscar optimabilidad , robustez, etc. Manipulación indirecta de las magnitudes de unsistema denominado planta a través de otro sistema llamado sistema de control . Control significa medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicar al sistema la variable manipulada para corregir o limitar la desviación del valor medido, respecto al valor deseado. (Ogata).

Danya Aguilar George Control clásico Septiembre 2008

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Un sistema de control es una interconexión decomponentes formando una configuración de sistema que proveerá una respuesta deseada del sistema. (Bishop).

Clasificación
• • • Control temprano Control p r e-clásico Control clásico
Instrumentación PID Análisis frecuencial Bode Nyquist Lugar de las raíces o Evans Routh



Control moderno
Espacio de estados Realización Controlabilidad Observabilidad

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Control óptimo Controladaptable
Control digital/Identificación Control adaptable discreto Control adaptable continuo


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Control robusto o H-infinito
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Historia del control clásico
Período pre-clásico (1900-1935)
• • • • • Primeros años del siglo XX. No existía un lenguaje común entre los “controleros ”. No era fácil aplicar el análisis y diseño de métodos de control. La única herramienta de análisisla constituían las ecuaciones diferenciales. Y a penas se conocía el criterio de Routh-Hurwitz para estabilidad. Control de calderas para obtención de vapor, control de la veloc idad en motores eléctricos, control de temperatura, presión y flujo e n procesos industriales, controladores automáticos de dirección en barcos (Minorsky ), etc. Aplicaciones de controladores retroalimentados por voltaje ycorriente y regulación de la frecuencia. La mayoría de las aplicaciones se trataban de simple regulación. Minorsky mostró cómo se podría determinar la estabilidad a partir de ecuaciones diferenciales que describan al sistema. En 1922 Nicholas Minorsky formuló una ley de control que involucraba los términos PID. Alrededor de 1920 el problema de amplificación de la potencia en señales telefónicasera de gran importancia y permitió el desarrollo 5 del llamado amplificador con retroalimentación negativa, aunque la información se dio a conocer por AT&T hasta 1934.







En 1932 Nyquist desarrolla un procedimiento para determinar la estabilidad de los sistemas en lazo cerrado sobre la base de la respuesta en lazo abierto con excitación sinusoidal en régimen permanente. El análisis deNyquist llevó a un entendimiento profundo de los beneficios del control por retroalimentación negativa. Lo que más tarde condujo al análisis en la frecuencia dejando atrás el análisis por medio de ecuaciones diferenciales. En 1934 Harold Locke Hazen desarrolla el primer servomecanismo, también realiza el primer gran estudio teórico sobre servomecanismos.

Período clásico (1935 -1940)
• • • •En 1940 Hendrik Bode quien hacía estudios en el dominio de la frecuencia diseñó un método que relacionaba la ganancia y la fas e de los sistemas. En 1942 Ziegler y Nichols describen como encontrar los valores óptimos para el PID. Hazen y Gordon S. Brown utilizan métodos en el dominio del tiempo y empiezan a utilizar diagramas de bloques; así como el análisis diferencial para simular sistemas decontrol. Debido a la Segunda Guerra Mundial se buscaba la detección de la posición de los aeroplanos, calcular la posición futura y controlar el movimiento preciso de armas pesadas. 6

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En 1943 Albert C. Hall ocupa todas las herramientas anteriores y la transformada de Laplace para el análisis del sistema de control aplicado a sistemas mecánicos y eléctricos. Para...
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