Sistemas de Control

Capítulo 2. Sistemas de Control

2-SISTEMAS DE CONTROL
2.1-¿QUÉ ES UN SISTEMA DE CONTROL?
Un sistema dinámicopuede definirse conceptualmente como un ente que recibe
unas acciones externas o variables de entrada, y cuya respuesta a estas acciones externas
son las denominadas variables de salida.
Las acciones externas al sistema se dividen en dos grupos, variables de control,
que se puedenmanipular, y perturbaciones sobre las que no es posible ningún tipo de
control. La Figura 3 ilustra de un modo conceptual el funcionamiento de un sistema.

Variables
de entrada

SISTEMA

Variables
de salida

- Variables de control
- Perturbaciones
Figura 3 – Esquema general de un sistema
Dentro de los sistemas se encuentra el concepto de sistema de control. Un
sistema de control esun tipo de sistema que se caracteriza por la presencia de una serie
de elementos que permiten influir en el funcionamiento del sistema. La finalidad de un
sistema de control es conseguir, mediante la manipulación de las variables de control,
un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores
prefijados (consigna).
Un sistema de control ideal debe ser capaz deconseguir su objetivo cumpliendo los
siguientes requisitos:
1. Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y
errores en los modelos.
2. Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido.
Normalmente este criterio consiste en que la acción de control sobre las
variables de entrada sea realizable, evitando comportamientos bruscos eirreales.
3. Ser fácilmente implementable y cómodo de operar en tiempo real con ayuda de
un ordenador.
Los elementos básicos que forman parte de un sistema de control y permiten su
manipulación son los siguientes:
-

Sensores. Permiten conocer los valores de las variables medidas del sistema.

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Capítulo 2. Sistemas de Control
-

Controlador. Utilizando los valores determinados por lossensores y la
consigna impuesta, calcula la acción que debe aplicarse para modificar las
variables de control en base a cierta estrategia.
Actuador. Es el mecanismo que ejecuta la acción calculada por el
controlador y que modifica las variables de control.

La Figura 4 ilustra el esquema de funcionamiento de un sistema de control
genérico.

Variables
de control

Perturbaciones
Variablesde salida

SISTEMA

ACTUADOR

SENSOR

SENSOR

CONTROLADOR
Consigna

Figura 4 – Esquema general de un sistema de control
2.2-TIPOS SISTEMAS DE CONTROL EN CANALES DE REGADÍO
Existen múltiples criterios para clasificar los distintos tipos de sistemas de control
utilizados en la gestión de canales de regadío. Según Georges y Litrico (2002), los
cuatro criterios esenciales son:
-Las variables consideradas
La estrategia de control
Los métodos de diseño
La implementación en obra

2.2.1 Variables consideradas
En un sistema de control, se consideran cuatro grupos de variables. Las
perturbaciones, las variables controladas, las variables de control y las variables
medidas.
Las perturbaciones son generalmente desconocidas. Las más importantes son las
aportacionesextras debidas a las lluvias y las extracciones ilegales. Normalmente, estas
perturbaciones no se pueden medir, pero sus efectos sobre las variables medidas
permiten detectar su presencia. La utilización de un sistema de lazo cerrado (ver
apartado 2.2.2) permite corregir los problemas derivados de la presencia de
perturbaciones en el sistema.

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Capítulo 2. Sistemas de Control
Lasvariables controladas son aquellas sobre las que se aplican los valores de
consigna. En el caso de un canal, estas variables controladas son principalmente de dos
tipos: caudales y calados.
Caudales. Las necesidades hídricas de los usuarios de un canal de riego
se pueden definir normalmente en términos de caudales. Existen diversos
sistemas de control que utilizan los caudales como variable...