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1. Introducción a los sistemas de control

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1. Introducción a los sistemas de control

Desde el punto de vista de la teoría de control, un sistema o proceso está formado por un conjunto de elementos relacionados entre sí que ofrecen señales de salida en función de señales o datos de entrada. Es importante resaltar el hecho de que no es necesario conocer el funcionamiento interno, o cómoactúan entre sí los diversos elementos, para caracterizar el sistema. Para ello, sólo se precisa conocer la relación que existe entre la entrada y la salida del proceso que realiza el mismo (principio de caja negra). El aspecto más importante de un sistema es el conocimiento de su dinámica, es decir, cómo se comporta la señal de salida frente a una variación de la señal de entrada. Unconocimiento preciso de la relación entrada/salida permite predecir la respuesta del sistema y seleccionar la acción de control adecuada para mejorarla. De esta manera, el diseñador, conociendo cuál es la dinámica deseada, ajustará la acción de control para conseguir el objetivo final. En vista de todo lo expuesto, se puede definir un sistema de control como el conjunto de elementos que interactúan paraconseguir que la salida de un proceso se comporte tal y como se desea, mediante una acción de control.

Objetivos

SISTEMA DE CONTROL

Resultados

Entradas o referencias

Salidas o variables controladas

Planta (sistema o proceso que controlar) Controlador Actuadores Transductores Detector de Error

Fig. 1.1 Diagrama de un sistema de control

© los autores, 1998; © Edicions UPC,1998. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación eimportación de ejemplares para su distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea.

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Teoría de control. Diseño electrónico

1.1 Tipos de señales y sistemas
Consideraremos como señales las variaciones a lo largo del tiempo de las entradas o salidas de un sistema. Obviamente, estas señales pueden ser de distinta naturaleza, y por tanto sus unidades físicas pueden ser diversas. Según cómosea la variación de estas señales, podemos clasificarlas dentro de dos grandes grupos: señales analógicas y señales discretas. - Señales analógicas: Son aquellas cuya variación, tanto en amplitud como a lo largo del tiempo, es continua. Es decir, pueden tomar cualquier valor real, en cualquier instante de tiempo.
A m p litu d

Fig. 1.2 Señal analógica

- Señales discretas: Este tipo deseñales no tiene una variación continua como las anteriores, sino que su evolución se rige por un determinado conjunto finito de valores posibles. Según dónde tome este conjunto de valores, podremos distinguir entre señales discretas en amplitud o discretas en tiempo. - Señales discretas en tiempo: Sólo tienen valor en instantes de tiempo predeterminados. Y aunque su amplitud puede ser cualquier valordentro del rango de los reales, el valor de la señal entre dos instantes de tiempo consecutivos no está definido.

Fig. 1.3 Señal discreta en tiempo

- Señales discretas en amplitud: En este caso, la señal toma valor en cualquier instante de tiempo, pero estos valores de amplitud pueden encontrarse entre los definidos en el conjunto predeterminado.

Fig. 1.4 Señal discreta en amplitud

©Los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998.

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- Señales discretas en amplitud y tiempo: Son una mezcla de los dos tipos anteriores, es decir, la señal sólo podrá tomar valores predeterminados en instantes de tiempo predeterminados.

Fig. 1.5 Señal discreta en amplitud y tiempo

1.2 Sistemas combinacionales y secuenciales

Los sistemas...