introduccion al control automatico

Control Automático
Unidad N°1
Introducción al control automático: Idea de control. Objetivos del control. Historia.
Concepto de sistema de control. Componentes de un lazo. Modelos matemáticos. Representación
de sistemas de control. Representación de sistemas de control de lazo cerrado en diagrama de
bloques. Tipos de control: Lazo abierto y Lazo cerrado. Características del sistema de control.Estrategias de control. Noción sobre lazos de control PID. Control PID Clásico. Método ZieglerNichols. Ajuste empírico de controladores PID: Sintonización por la respuesta al escalón,
Sintonización por la ganancia crítica en lazo cerrado. Control por acción precalculada.

Idea de control.
El control es la acción o el efecto de poder decidir sobre el desarrollo de un proceso. También se
puedeentender como la forma de manipular ciertas variables para conseguir que ellas u otras
variables actúen en la forma deseada.
Entendemos por control automático el mantenimiento de un valor deseado dentro de un intervalo,
su funcionamiento se basa en medir el valor deseado y compararlo con el intervalo de valores
aceptables utilizando la diferencia para proceder a modificarla. Por esto el controlautomático exige
un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin intervención humana.
El control automático es la interacción efectiva con el entorno: una máquina o proceso está
automatizado si su comportamiento es el deseado con independencia de las perturbaciones del
entorno. Así una gran factoría automatizada, es un ejemplo de interacciones artificiales efectivas
con el entorno para alcanzar unobjetivo determinado, el funcionamiento autónomo del proceso
manteniendo constantes las variables (presiones, temperaturas, caudales...) deseadas. Para que
esta interacción sea efectiva, las máquinas automatizadas deben estar dotadas de sentidos,
instrumentos o aparatos de medida con los que detectar las magnitudes cuyo comportamiento es
relevante para los fines perseguidos; también deben tenermiembros mediante los cuales actuar
sobre la máquina; y por último, deben tener discernimiento, de modo que a partir de las
impresiones que reciben decidan las actuaciones adecuadas. Cada una de estas funciones – medir,
decidir y actuar – presenta problemas tecnológicos específicos. Por ejemplo, el problema de la
percepción es de suma importancia. En efecto, la medida de una magnitud para regularla,por
ejemplo una temperatura, consiste en disponer de un instrumento adecuado para hacerlo. La
bondad de la medida dependerá, de la precisión del instrumento; cuestión que en algunos casos
puede ser nada sencilla, ya que la disposición de instrumentación adecuada, que produzca medidas
de la precisión requerida (con un bajo nivel de ruido) de forma continua puede ser algo complejo y
costoso; pero, entodo caso, conceptualmente se trata de algo relativamente simple: medir una
magnitud.
La idea fundamental es que un autómata actúa procesando las impresiones que recibe y
decidiendo, a partir de ese procesamiento, una actuación. Ya hemos comentado los problemas
tecnológicos que puede presentar la percepción. Sin embargo, el gran problema es el del
«discernimiento», la adopción de una decisión,mediante el procesamiento de las señales
percibidas, con relación a la actuación adecuada a los fines perseguidos. El antiguo problema es
que pretendió resolver este procesamiento básicamente con tecnología mecánica y esa tecnología
era manifiestamente insuficiente para los propósitos que se pretendía. Pero el problema no es sólo
de tecnología adecuada (de hecho hay servomecanismos con tecnologíashidráulicas o neumáticas).
Además de los elementos básicos: los sensores, los actuadores y el procesador de señal, se
requiere una forma peculiar de organizarlos mediante la estructura de realimentación. A ella se
asocia el diagrama de la figura 1, en la que se representa esquemáticamente esta estructura, que
constituye el concepto básico sobre el que se ha construido la rama de la ingeniería...