Introducción a Teoría Del Control

El operador actúa sobre la señal de mando (1) que, en nuestro ejemplo, es la temperatura deseada. Un componente del sistema de control denominado transductor se encarga de transformar una determinada magnitud de entrada en otra de salida más apta para su manipulación denominada señal de referencia (2).
Esta señal de referencia, una vez amplificada, actúa sobre el proceso para obtener la señalcontrolada (3), en nuestro caso la temperatura que debe tener la habitación.
En los procesos en lazo abierto, tiene mucha importancia la variable tiempo. En nuestro ejemplo, el tiempo de funcionamiento de la caldera. Si esta variable está bien diseñada, obtendremos una temperatura que se parecerá más o menos a la deseada en (1) mientras no cambien las condiciones.
Si por ejemplo las condiciones detemperatura exterior cambian, el sistema no lo sabrá y, por tanto, estará funcionando el mismo tiempo y sin conocimiento de esta perturbación exterior, cuando en realidad tendría que actuar más o menos en función de que la temperatura exterior suba o baje. Los cambios exteriores significan perturbaciones del sistema (4) en la Figura 11.2.
Como vemos en el ejemplo, si en un sistema en lazoabierto existen perturbaciones, no obtendremos la variable deseada, por lo que tendríamos que recurrir a otro sistema de control, como el que se verá a continuación.
Como ejemplos de sistemas de control en la/o abierto, podemos citar des-de un simple tostador de pan, pasando por una máquina de lavar, hasta incluso el control de la velocidad de un motor derivación.
1.4 SISTEMAS DE CONTROL EN LAZOCERRADO
Según hemos visto en el punto anterior, si en un proceso se presentan perturbaciones no podemos utilizar sistemas de control en lazo abierto.
Resulta más conveniente cuantificar (referenciar) la señal o variable controladora e intervenir en la cadena de mando para que la variable controlada se parezca lo más posible a la señal de referencia dada por la señal de mando. Por ello, es necesariorealiza una realimentación de la variable de salida a la entrada. Este procedimiento se denomina control en lazo cerrado, y su diagrama de bloques lo podemos ver en la Figura 11.1.

Se definen los sistemas de control en lazo cerrado como aquellos en los que existe una realimentación de la señal de salida, o dicho de otra forma, aquellos en los que la señal de salida tiene efecto sobre la acciónde control.
Otra forma de representar el sistema de control en lazo cerrado la podemos observar en la Figura 11.4.

En algunas ocasiones, la señal controlada y la señal de referencia no son de la misma naturaleza, por ejemplo, la señal controlada puede ser una velocidad; y la señal de referencia una tensión.
El instrumento encargado de detectar la señal de salida para utilizarla de nuevo es elCaptador (Fig. 1.4). Este elemento mide la señal controlada y la transforma en una señal que puedan entender los demás componentes del sistema controlador. Los tipos más habituales de señales empleadas suelen ser neumáticas o eléctricas.
Las señales neumáticas empleadas suelen ser señales variables que oscilan linealmente entre 3 y 15 psi (libras por pulgada cuadrada) o entre 0,2 y 1 kg/cm2.
Encambio, las señales eléctricas que se utilizan suelen tomar valores comprendidos entre 4 y 20 mA, o entre 1 y 5 V en corriente continua.
El siguiente paso consiste en comparar la señal de referencia con la señal controlada (que el captador ha transformado en señal realimentada), para de terminar cuál es la diferencia existente entre ambas. Esta operación se realiza mediante un comparador queproporciona a su salida la señal de error.
Esla señal de error se denomina señal activa y es la que entra al regulador o controlador.
El controlador debe actuar de manera que la variable controlada siga las variaciones de la variable de referencia o corrija los efectos de las perturbaciones, con la máxima rapidez, la máxima exactitud, y el mínimo de oscilaciones posible.
En este elemento se deben...