Sistemas de control

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Resumen—Este texto explica los términos y conceptos básicos de los sistemas de control análogos y digitales, a la vez que describe brevemente su proceso de análisis y diseño, así como su clasificación.

Palabras clave: Entrada, Perturbación, Salida, Sistemas de control.

1 I. Introduccion

El control automático ha desempeñado una función vital en el avance de la ingenierıa y la ciencia,es una parte importante e integral de los procesos modernos industriales y de manufactura. Prácticamente, cada aspecto de las actividades de nuestra vida diaria esta afectado por algún tipo de sistema de control.

Los sistemas de control se encuentran en gran cantidad en todos los sectores de la industria tales como control de calidad de los productos manufacturados, lıneas de ensambleautomático, control de maquina-herramienta, sistemas de transporte, sistemas de potencia, robótica, etc., aun el control de inventarios y los sistemas económicos y sociales se pueden analizar a través de la teorıa de control automático.

2 II.Definiciones

1. SISTEMA DE CONTROL: Arreglo de componentes fısicos interconectados de forma que se puedan comandar dinamicamente.

2. ENTRADA: Estımuloaplicado al sistema de control para producir una respuesta especificada.

3. SALIDA: Respuesta obtenida que puede ser diferente a la especificada.

4. PERTURBACION: Es una entrada que afecta adversamente a la salida.

Ejemplos:

Sistema de control de excitacion digital
• Entrada: Voltaje de referencia (Nominal)
• Salida: Voltaje en terminales
• Perturbacion: Carga(Corriente de armadura)

Sistema de control de la velocidad en una turbina

• Entrada: Velocidad de referencia (f = 60 Hz.)
• Salida: Velocidad en el eje
• Perturbacion: Carga (Torque electrico)

3 III. clasificacion de los sistemas de control

De acuerdo a la accion de control:

1. DE LAZO ABIERTO: Accion de control independiente de la salida; para su buen desempeño serequiere de una buena calibracion; si el proceso a controlar es estable, no hay riesgo de inestabilidad.

2. DE LAZO CERRADO: Se compara la entrada y la salida y usa la diferencia (error) como accion de control; se requiere por tanto de una realimentacion, la cual genera posibilidad de inestabilidad.

De acuerdo a la fuente de energia:

1. Neumaticos (Aire a presion).
2. Hidraulicos(Aceite o agua a presion).
3. Electricos - Electronicos (Electricidad).

De acuerdo a la aplicacion industrial:

1. De Procesos: temperatura, flujo, presion, PH, nivel, densidad,composicion, viscosidad, color, etc.

2. De Manufactura: Produccion de partes: autos, equipos domesticos,etc.

De acuerdo a la estrategia de control:

1. Directo (feedforward) - Realimentado (feedback).2. Serie - Paralelo.
3. Centralizado - Distribuıdo
4. Cascada, sobrerrango, selectivo, etc.

De acuerdo a las señales involucradas:

1. Monovariable: si el sistema controla una sola variable.
2. Multivariable: si tiene multiples entradas y salidas.
3. Sistema de control analogo, discreto, de datos muestreados o digital,dependiendo del tipo de señal presente en elsistema.

A partir de el tipo de señal que presente el sistema se puede clasificar tambien en:

1. SISTEMAS ANALOGOS: Solo contienen señales analogas; se describen mediante ecuaciones diferenciales.

2. SISTEMAS DISCRETOS: Solo contienen señales discretas; se describen mediante ecuaciones de diferencia.
3. SISTEMAS DE DATOS MUESTREADOS: Tienen señales discretas y señales de tiempocontinuo.
4. SISTEMAS DIGITALES: Se incluyen señales de tiempo continuo y señales digitales en forma de codigo numerico.

IV. Segun su procedencia

Podemos decir además que según su procedencia o su naturaleza, los sistemas de control se clasifican en tres tipos:

4. Hechos por el hombre. Como los sistemas eléctricos o electrónicos que están permanentemente capturando señales de...
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