Conceptos Básicos 1

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

CONTROL I: Conceptos básicos

1.1. Conceptos básicos de control
Las teorías de control utilizadas habitualmente son:
• Teoría de control clásica (o convencional)
Los temas de interés en esta teoría del control son la respuesta a la frecuencia y el lugar
geométrico de las raíces para analizar sistemas estables con una entrada y una salida,
que satisfacen unaserie de requisitos de comportamiento.
• Teoría de control moderna
Esta teoría del control se basa fundamentalmente en el análisis de sistemas en el dominio
del tiempo y la síntesis a partir de variables de estado, se basa en un modelo del sistema
real que se quiere controlar. La estabilidad del sistema depende del error entre el sistema
real y su modelo, lo que implica que cuando el controladordiseñado basado en un modelo
se aplica al sistema real, éste puede no ser estable.
• Teoría del control robusto
Para evitar la posible inestabilidad del sistema real, se diseña el sistema de control
definiendo en primer lugar el rango de posibles errores y después diseñando el
controlador de forma que, si el error del sistema está en dicho rango, el sistema de control
diseñado permanezca estable. Estateoría de control incorpora tanto la aproximación de
respuesta en frecuencia como la del dominio temporal, matemáticamente es muy
compleja.
Breve revisión de los desarrollos históricos de la teoría y práctica del control:
1. Siglo XVIII, James Watt. Regulador de velocidad centrífugo para el control de velocidad
de una máquina de vapor. Primer trabajo significativo de control.
2. 1922, Minorsky.Controladores automáticos para el guiado de embarcaciones, demostró
que la estabilidad puede determinarse a partir de las ecuaciones diferenciales que
describen el sistema.
3. 1923, 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 sinusoidales en estado estacionario.
4. 1934, Hazen.Introdujo el término de servomecanismos para los sistemas de control de
posición, analizó el diseño de los servomecanismos con relé, capaces de seguir con
precisión una entrada cambiante.
5. Década de los cuarenta, Bode. Los métodos de respuesta en frecuencia hicieron posible
que los ingenieros diseñaran sistemas de control lineales en lazo cerrado que cumpliera
los requisitos de comportamiento.
6.Cuarenta-cincuenta. Muchos sistemas de control industrial utilizaban controladores PID
para el control de la presión, de la temperatura, etc.
7. Inicio de la década de los cuarenta, Ziegler y Nichols. Establecieron las reglas para
sintonizar controladores PID.
8. Finales de los cuarenta y principios de los cincuenta, Evans. Se desarrolló por
completo el método del Lugar Geométrico de las Raíces.9. Desde el final de la década de los cincuenta, el énfasis en los problemas de diseño de
control se ha desplazado del diseño de uno de los posibles sistemas que funcionan
adecuadamente al diseño de un sistema óptimo respecto de algún criterio.
10. 1960, debido a la disponibilidad de las computadoras digitales fue posible el análisis en
el dominio del tiempo de sistemas complejos. Desarrollo de lateoría de control
moderna.

faha.singapur@gmail.com

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CONTROL I: Conceptos básicos

1960-1980. Se investigó a fondo el control óptimo tanto de sistemas determinísticos
como estocásticos, así como el control adaptativo y con aprendizaje de sistemas
complejos.
1980-1990. Los avances de la teoría de control modernase centraron en el control
robusto y temas relacionados.

Desarrollo histórico seleccionado de los sistemas de control:
1769

1800

1868
1913
1927
1932
1952
1954
1960
1970
1980
1990
1994

1997
19982003

Máquina de vapor y controlador desarrollado por James Watt. La máquina de
vapor de Watt se utiliza con frecuencia para marcar el comienzo de la Revolución
Industrial en Gran Bretaña. Durante la...