electronica

1. Control Digital

1. Control Digital ___________________________________________________ 1
1.1. Introducción ________________________________________________________ 2
1.2. Características del Control Digital ______________________________________ 4
1.3. ¿Porqué una teoría especial?___________________________________________ 5
1.4. SistemasDiscretos____________________________________________________ 7
1.5. Características Discretas Intrínsecas de los Sistemas ______________________ 8
1.6. Desarrollos Teóricos__________________________________________________ 9

2. Referencias_____________________________________________________ 11

Control Digital 1.doc 1

1.1. Introducción
El control automático no se habría podido desarrollar sin un paso previo dado por
los controladores con laaparición de los computadores digitales los que abrieron un campo
muy amplio de avance. K. Åström hace una reseña de hitos históricos en el llamado control
digital que hablan de esta evolución.
Hasta el surgimiento de los sistemas digitales el único elemento de cálculo con que
contaba la Ingeniería de Control eran los computadores analógicos electrónicos. Lo mismo
ocurría con la implementación de losreguladores. Estos se construían con elementos
analógicos mecánicos, neumáticos o electrónicos.
Pero el desarrollo de la electrónica y de los computadores digitales llevó a cambiar
rápidamente la concepción. Los primeros computadores digitales fueron usados en sistemas
de control de procesos extremadamente complejos. Con la reducción constante de los
precios y tamaño, hoy se implementanreguladores digitales individuales por lazo de
control.
Los computadores digitales son usados también como herramienta para el análisis y
diseño de los sistemas automatizados.
La automática o ciencia del control cuenta con elementos mucho más poderosos que
en el pasado. Los computadores digitales están en constante progreso especialmente con los
avances en la tecnología de la integración en muy alta escala(VLSIT). Se esperan
importantes cambios en los próximos años.
En un primer momento se intentaba trasladar todos los algoritmos y mecanismos de
diseño del campo analógico a los elementos digitales. Pero la teoría del control ha avanzado
creando técnicas imposibles de implementar en forma analógica.
Por lo tanto existen dos formas de analizar los sistemas discretos. Una, como una
aproximación de losreguladores analógicos, pero ésta es una visión pobre y los resultados a
lo sumo son iguales a los obtenidos anteriormente. La segunda es ver a los sistemas
discretos de control como algo distinto y de esta manera obtener conclusiones más
poderosas.
Un sistema discreto se inserta en el lazo de control a fin de reemplazar el regulador
pero e1 proceso físico continúa siendo continuo, en la mayoríade los casos de interés. La
señal de salida se muestrea cada cierto tiempo (llamado período de muestreo) y se
discretizada mediante un conversor analógico digital. Esta información es procesada y
convertida nuevamente a analógica mediante un conversor digital analógico. Por lo tanto
internamente, el computador se independiza del tipo de señal con que está trabajando y ve
todas las magnitudes comouna serie de valores discretos (de precisión finita). Por esto
resulta cómodo trabajar con ecuaciones en diferencia en lugar de ecuaciones diferenciales
como se hacía con los métodos analógicos.

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Analizando la historia del control digital se puede fijar como momento inicial los
años '50 donde aparecen las primeras computadoras dedicadas al control proceso. Eran muygrandes en cuanto a volumen, tenían un gran consumo y generalmente su fiabilidad no era
muy grande. En 1956 se instala en la compañía Texaco un sistema que controla 26
caudales, 72 temperaturas y 3 composiciones. Este computador realizaba una suma en 1 ms
y una multiplicación en 20 ms. Su tiempo medio entre fallas (TMEF ó MTBF) que mide la
fiabilidad de un equipo era de 50 a 100 hs solo para la cpu....