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Introducción a los Sistemas de
Control
Ingeniería de Sistemas I

Índice
TEMA – Introducción a los Sistemas de Control
1. – Introducción
2. – Revisión histórica
3. – Definiciones
3.1 – Descripción de los sistemas de control
3.2 – Variables de los sistemas de control
4. – Control en lazo abierto y lazo cerrado
4.1 – Sistemas de control realimentados
5. – Sistemas y modelos
6. –Clasificación de los sistemas de control

Objetivos y Contenidos
Objetivos
Concepto de sistema Sistema de control
Lazo abierto vs. Lazo cerrado
Reconocer los elementos de un sistema de control
Sistema manual vs. Sistema automático
Etapas de un sistema de control
Concepto de modelo
Clasificación de los Sistemas de control

Introducción
Automática
Disciplina que trata los métodos yprocedimientos cuya finalidad es la sustitución del
operador humano por un operador artificial en la ejecución de una tarea física o mental
previamente programada
Automatización

Aplicación de la automática en una tarea determinada

Control
Métodos para conseguir que un conjunto de variables o parámetros varíen a lo largo del
tiempo de alguna forma previamente definida
Sistema Automático deControl
objetivo de control

Conjunto de elementos necesarios para conseguir el

Revisión Histórica
Reseñas Históricas
Ctebesios de Alejandría (260 a.c.)

Herón de Alejandría (≈100 a.c.)

Reloj de agua (clepsydre).

Eópila. Regulación por flotadores

Revisión Histórica
Reseñas Históricas
James Watt (1788)

Regulador centrífugo.

Revisión Histórica
Teoría de Control ClásicaMinorsky (1922)
Guiado de embarcaciones. Ecuaciones diferenciales (PID)
Nyquist (1932)
Estabilidad de circuitos realimentados
Hazen (1934)
Servomencanismo
Bode (1938)
Diagramas de respuesta en frecuencia, Estabilidad relativa
Evans (1948)
Lugar de las raíces
Harry Nyquist

Hendrik Bode

Revisión Histórica
Teoría de Control Moderna
Variables de estado
Control Óptimo, Adaptativo,Robusto, Multivariable

Walter Evans

Conceptos – Planta, Proceso y Sistema
Planta
Parte de un equipo, tal vez un conjunto de los elementos de una máquina que funcionan
juntos, y cuyo objetivo es efectuar una operación particular. Se llamará planta a cualquier
objeto físico que se va a controlar.

Proceso
Operación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por una serie decambios graduales que se suceden unos a otros de una forma relativamente fija y que
conducen a un resultado o propósito determinados. Se llamará proceso a cualquier
operación que se va a controlar.

Sistema
Combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un determinado
objetivo.
Perturbaciones externas

Entradas

Sistema

Salidas

Variables de un Sistema
Variables deentrada (ui)
Variables de excitación que influyen sobre el sistema desde el
exterior. Pueden se elegidas libremente.
Variables que describen la respuesta del sistema.

Variables de salida (yi)

Perturbaciones (zi)
Variables que influyen de forma negativa sobre la salida del sistema.
Su acción es incontrolada. Internas Externas.
Variables de estado (xi)
Conjunto mínimo de variables delsistema, tal que conocido su
valor en un instante determinado permiten conocer la respuesta ante cualquier señal
de entrada y/o perturbación.
z1 z1

zp
. . .

Sistema

...

...

u1
u2
un

y1
y2
ym

. . .
x1 x2

xq

Sistema de Control
Objetivo de control
determinada.

Referencia

Magnitud o condición que varía de una forma

Variable controlada
Magnitud ocondición que se mide y controla. Normalmente, la
variable controlada es la salida del sistema.
Variable manipulada
Acción de Control
Magnitud o condición que el controlador
modifica para afectar el valor de la variable controlada. Son las entradas del
proceso.
Perturbaciones

Sistema entradas
de Control

Objetivo
de control

salidas
Proceso

Controlar significa medir el valor de la...