Sistemas de Control

Sistemas de Control

1. controlan y monitorean un proceso, maquina, aparato o dispositivo que por lo regular cumple funciones o tareas repetitivas, haciendo que opere automáticamente, reduciendo al mínimo la intervención humana

   • Historia
     • Los sistemas de control y automatización son de vital importancia en el avance de la ingeniería y la ciencia, son parte integral en los sistemas de vehículos espaciales, sistemas robóticos, procesos modernos de fabricación y en cualquier operación industrial que requiera el control de variables (temperatura, presión, humedad, flujo, etc).
       • Primeros Sistemas de Control
         • regulador de velocidad centrífugo de James Watt para el control de la velocidad de una máquina de vapor(SIGLO XVIII)
         • En 1922, Minorsky trabajó en controladores automáticos para el guiado de embarcaciones
         • En 1932, Nyquist diseñó un procedimiento relativamente simple para determinar la estabilidad de sistemas en lazo cerrado
         • En 1934, Hazen, quien introdujo el término servomecanismos para los sistemas de control de posición, analizó el diseño de los servomecanismos con relé, capaces de seguir con precisión una entrada cambiante
         • Durante la década de los cuarenta, los métodos de la respuesta en frecuencia (especialmente los diagramas de Bode) hicieron posible que los ingenieros diseñaran sistemas de control lineales en lazo cerrado que cumplieran los requisitos de comportamiento.
         • En los años cuarenta y cincuenta muchos sistemas de control industrial utilizaban controladores PID para el control de la presión, de la temperatura, etc
         • A comienzos de la década de los cuarenta Ziegler y Nichols establecieron reglas para sintonizar controladores PID, las denominadas reglas de sintonía de Ziegler-Nichols.
         • A finales de los años cuarenta y principios de los cincuenta, se desarrolló por completo el método del lugar de las raíces propuesto por Evans.
         • En 1960, inicio era digital y teoría de control moderna, basada en el análisis en el dominio del tiempo y la síntesis a partir de variables de estados, se ha desarrollado para manejar la complejidad de las plantas modernas.
         • Durante los años comprendidos entre 1960 y 1980, se investigó a fondo el control óptimo tanto de sistemas determinísticos como estocásticos, así como el control adaptativo y con aprendizaje de sistemas complejos. Desde la década de los ochenta hasta la de los noventa, los avances en la teoría de control moderna se centraron en el control robusto y temas relacionados
   • Terminologia
     • Respuesta deseada: el comportamiento instantáneo idealizado que nos gustaría del Sistema.
     • Respuesta transitoria: el cambio gradual en el sistema a medida que se acerca Aproximación de la respuesta deseada.
     • Respuesta en estado estacionario: la respuesta del sistema una vez que ha terminado de cambiar y está Ahora aproximando la respuesta deseada.
     • Error: la diferencia entre la entrada y la salida del sistema.
     • Estabilidad: la capacidad del sistema para establecerse en una respuesta de estado estable.
     • Controlador: la parte del sistema que genera la entrada a la planta o proceso que se está Revisado.
     • lazo abierto : un sistema que no supervisa su salida. Los sistemas de circuito abierto no pueden Correcto para disturbios.
     • lazo cerrado: un sistema que monitorea su salida y realiza correcciones para reducir el error. Al monitorear la salida, el sistema puede corregir las perturbaciones.
     • Perturbación: una señal que no está modelada o calibrada en el sistema que conduce a Corrupción del comportamiento esperado.
     • Retroalimentación: una ruta que permite que las señales de la salida de algún subsistema fluyan hacia atrás Y afecta la entrada de algún subsistema anteriormente en la ruta de señal del sistema.
     • controlador PID: mecanismo de bucle de control que emplea retroalimentación calcula continuamente un valor de error e (t) como la diferencia entre un punto de ajuste deseado (SP) y una variable de proceso medida (PV) y aplica una corrección basada en términos proporcionales , integrales y derivados