Unidad1y2

Universidad Nacional de San Juan
Facultad de Ingeniería
Departamento de Electrónica
y Automática

“INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROL
Y
MODELO MATEMÁTICO PARA SISTEMAS LINEALES
INVARIANTES EN EL TIEMPO.”

Cátedra: Control I.
Carreras: Ingeniería Electrónica y Bioingeniería.
Autores: Ing. Mario Alberto Perez.
Ing. Analía Perez Hidalgo.
Bioing. Elisa Perez Berenguer.
Año: 2008

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1-INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROL.
1.1- Importancia del Control Automático.
Los controles automáticos tienen una intervención cada vez más importante en la vida diaria,
desde los simples controles que hacen funcionar un tostador automático hasta los complicados
sistemas de control necesarios en vehículos espaciales, en guiado de proyectiles, sistemas de
pilotajes de aviones, etc. Además el controlautomático se ha convertido en parte importante e
integral de los procesos de manufactura e industriales modernos. Por ejemplo el control
automático resulta esencial en operaciones industriales como el control de presión, temperatura,
humedad, viscosidad y flujo en las industrias de procesos, maquinado manejo y armado de
piezas mecánicas en las industrias de fabricación, entre muchas otras.
En laactualidad en las modernas fábricas e instalaciones industriales, se hace cada día más
necesario de disponer de sistemas de control o de mando, que permitan mejorar y optimizar una
gran cantidad de procesos, en donde la sola presencia del hombre es insuficiente para
gobernarlos. La industria espacial y de la aviación, petroquímica, papelera, textil, del cemento,
etc. son algunos ejemplos de lugaresen donde se necesitan sistemas de control, cuya complejidad
ha traído como consecuencia el desarrollo de técnicas dirigidas a su proyecto y construcción.
El control automático ha jugado un papel vital en el avance de la ingeniería y la ciencia. Como
los avances en la teoría y práctica del control automático brindan los medios para lograr el
funcionamiento óptimo de sistemas dinámicos, mejorar lacalidad y abaratar los costos de
producción, liberar de la complejidad de muchas rutinas de tareas manuales respectivas, etc; la
mayoría de los ingenieros tienen contacto con los sistemas de control, aún cuando únicamente los
usen, sin profundizar en su teoría.
Los sistemas de control son sistemas dinámicos y un conocimiento de la teoría de control
proporcionará una base para entender elcomportamiento de tales sistemas, por ejemplo, muchos
conceptos de la teoría de control pueden usarse en la solución de problemas de vibración. En este
sentido, la teoría de control automático no es sino una pequeña parte de una teoría más general
que estudia el comportamiento de todos los sistemas dinámicos.
En todos los sistemas de control se usan con frecuencia componentes de distintos tipos, por
ejemplo,componentes mecánicos, eléctricos, hidráulicos, neumáticos y combinaciones de estos.
Un ingeniero que trabaje con control debe estar familiarizado con las leyes físicas fundamentales
que rigen estos componentes. Sin embargo, en muchos casos y principalmente entre los
ingenieros, los fundamentos existen como conceptos aislados con muy pocos lazos de unión entre
ellos. El estudio de los controlesautomáticos puede ser de gran ayuda para establecer lazos de
unión entre los diferentes campos de estudio haciendo que los distintos conceptos se usen en un
problema común de control.
El estudio de los controles automáticos es importante debido a que proporciona una comprensión
básica de todos los sistemas dinámicos, así como una mejor apreciación y utilización de las leyes
fundamentales de lanaturaleza.

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1.2- Fundamento Histórico.
Uno de los primeros sistemas de control fue el dispositivo de Herón para la apertura de puertas en
un templo en el siglo primero, como se visualiza en la Fig. 1. La señal de mando del sistema fue
el encendido del fuego, el aire se calienta, dilatándose y produce el traslado del agua de un
tanque de depósito a una cuba. Al aumentar la cuba de peso,...