Introducciona control 1

CONTROL I

ING. QUIRINO JIMENEZ D.

CAPITULO I.
INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE SISTEMAS DE CONTROL.

El control automático ha jugado un papel importante en el avance de la ciencia y de la ingeniería. Los sistemas de control ejercen una poderosa influencia sobre cada faceta de la vida moderna. Desde aparatos con los que convivimos cotidianamente con secadoras y lavadoras automática, hornos demicroondas, tránsito colectivo, etc. hasta naves espaciales, satélites y robots entre una gama sin número de utilidades que ha permitido el paso a una era moderna.

Como los avances en la teoría y práctica del control automático brindan medios para lograr el funcionamiento óptimo de sistemas dinámicos, mejorar la productividad, liberarse de la monotonía de muchas operaciones manualesrutinarias y repetitivas, y otras ventajas, la mayoría de los ingenieros y científicos deben poseer un buen conocimiento de este campo.

Antecedentes históricos. Podemos hacer una breve revisión histórica de cómo inicio el control automático. Citaremos a continuación a algunos personajes: 1. James Watt. (Siglo XVIII) su Regulador Centrífugo para el control de la velocidad de una máquina de vapor,constituyó el primer trabajo significativo.

2. Minorsky. En 1922, trabajo en controladores automáticos de dirección en barcos y mostró cómo se podría determinar la estabilidad a partir de ecuaciones diferenciales que describen el sistema.

3. Nyquist. En 1932, desarrollo un procesamiento relativamente simple para determinar la estabilidad de los sistemas de lazo cerrado sobre la base de respuestade a lazo abierto con excitación sinusoidal con régimen permanente.

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4. Hazen. En 1934, introdujo el término servomecanismos para los sistemas de control de posición.

Hacia 1960, gracias a la disponibilidad de las computadoras digitales, se hace posible el análisis de sistemas complejos en el dominio de tiempo; desde entonces se ha desarrolladola teoría de control moderna basada en el análisis y síntesis en el dominio del tiempo.

Ahora que las computadoras se han abaratado y reducido en tamaño, estas pueden utilizarse como parte integral de los sistemas de control. Las aplicaciones recientes de la teoría de controlo moderna incluyen sistemas no ingenieriles como la biología biomedicina, economía y socioeconomía.

1.1. CONCEPTOSBÁSICOS.

Algunas definiciones importantes. Variable Controlada. Es la cantidad o condición que se mide y controla. Variable manipulada. Es la cantidad o condición modificada por el controlador, a fin de afectar la variable controlada. Normalmente la variable controlada es la salida del sistema. Control. Significa medir el valor de la variable controlada del sistema, y aplicar al sistema lavariable manipulada para corregir o limitar la desviación del valor medido, respecto al valor deseado. Plantas. Una planta es un equipo, quizá simplemente un juego de piezas de una máquina, funcionando conjuntamente, cuyo objetivo es realizar una operación determinada. Procesos. Es cualquier operación que deba controlarse. Sistemas. Es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplendeterminada objetivo. Un sistema no se limita a objetos físicos, también, puede referirse a fenómenos dinámicos abstractos, como la economía o la biología.

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Perturbaciones. Es una señal que tiende a afectar adversamente el valor de la salida de un sistema. Y puede ser externa o interna. Control retroalimentado. Es una operación que, en presencia deperturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia, realizándolo sobre la base de esta diferencia. Sólo consideraremos las perturbaciones no previsibles. Sistemas de control retroalimentado. Se le conoce así a cualquier sistema que tiende a mantener una relación preestablecida entre la salida y alguna entrada de referencia, comparándolas y...