Control Predictivo y Adaptativo

Control Predictivo y Adaptativo

1. CONTROLADOR

   • Software o hardware que se utiliza para calcular la acción necesaria que se debe tomar en los elementos de control finales, a fin de alcanzar los objetivos del esquema de control.
     • CONTROLADOR PROPORCIONAL
       • Realiza un ajuste proporcional a la señal de error mediante un factor de ganancia KP. El objetivo es que la señal de error se haga nula. Por sí solo es capaz de realizar un control pero es poco estable y sufre riesgo de sobreelongaciones. Por esta razón el rango de posibles valores está acotado para evitar que los sistemas lleguen a niveles de ruptura.
     • CONTROLADOR INTEGRAL
       • Es el encargado de reducir el error debido a perturbaciones integrando la diferencia entre la señal y la desviación producida. El resultado es multiplicado por la ganancia de integración KI. Es por lo tanto proporcional al error acumulado y realiza un control de la señal lento. Por el contrario otorga precisión al conjunto.
     • CONTROLADOR DERIVATIVO
       • Está relacionado con los cambios en la señal de error y marca la velocidad con la que se produce el ajuste. Se añade al control para aumentar la estabilidad del conjunto y está multiplicada por la ganancia correspondiente KD.

2. SENSOR

   • Consiste en los equipos que se utilizan para medir las variables del proceso (temperatura, presión, nivel, concentración) que constituyen la principal fuente de información sobre lo que sucede en un proceso. Algunos ejemplos que se pueden mencionar son termopares (utilizados para medir temperatura), transductores de presión (medición de presión), sensores de nivel, medidores Venturi (caudal), cronógrafos de gas (composición de la alimentación).

3. ACTUADOR

   • Los actuadores son dispositivos que siguiendo las órdenes del sistema de control, realizan acciones que repercuten en el múndo ‘real’, por ejemplo: motores, relés, pistones, válvulas, indicadores luminosos, etc. En muchos casos el actuador es un dispositivo que pone en marcha alguno de estos equipos. El sistema de control recibe información del entorno sobre el que queremos realizar algún tipo de acción por medio de los sensores, esa información aporta datos para que el ‘controlador’ decida si hay que realizar alguna acción, si es así, esta acción se lleva a cabo por un actuador.

4. CONTROL

   • LAZO ABIERTO
     • Cualquier sistema físico en el que la salida depende de la entrada pero la entrada es totalmente independiente de la salida o los cambios en la salida del sistema. Simplemente, la salida no es retroalimentación a la entrada para su corrección.
       • • En un sistema de lazo abierto, la salida se puede variar variando la entrada, pero las variaciones en las condiciones externas o los parámetros internos del sistema pueden hacer que la salida varíe del valor deseado de manera incontrolada.
   • LAZO CERRADO
     • El sistema en el que la salida tiene un efecto sobre la cantidad de entrada de tal manera que se mantiene el valor de salida deseado se denomina sistema de circuito cerrado. En otras palabras, un sistema en el que la entrada depende de la salida o los cambios en la salida se denomina sistema de circuito cerrado.
       • ESTABILIDAD EN UN CONTROL EN LAZO CERRADO
         • Para que el sistema sea estable, los polos en lazo cerrado o las raíces de la ecuación característica deben presentarse en el plano z dentro del círculo unitario. Si un polo simple se presenta en z=1, entonces el sistema se vuelve críticamente estable. También ocurre si solo un par de polos complejos conjugados se presentan sobre el círculo unitario. Cualquier polo múltiple, el sistema es inestable en el círculo unitario. Los ceros en lazo cerrado no afectan la estabilidad absoluta y por lo tanto pueden quedar localizados cualquier parte del plano z.
       • • El sistema de lazo cerrado se obtiene del sistema de lazo abierto proporcionando una retroalimentación. La retroalimentación corrige automáticamente los cambios en la salida debido a perturbaciones. Por lo tanto, el sistema de lazo cerrado también se denomina sistema de control automático.

5. MODELO MATEMATICO

   • Conjunto de ecuaciones (algebraicas o diferenciales) que definen la dinámica de un proceso a través de las relaciones entre las entradas y las salidas del mismo.

6. FUNCION DE TRANSFERENCIA

   • Las funciones de transferencia se utilizan comúnmente para caracterizar la relación entrada-salida de componentes o sistemas que pueden describirse mediante ecuaciones diferenciales lineales invariantes en el tiempo. La relación entre entrada y salida está representada por un diagrama conocido como diagrama de bloques.
     • • La función de transferencia de un sistema lineal invariante en el tiempo se define como la relación entre la transformada de Laplace de salida y la transformada de Laplace de entrada bajo el supuesto de que todas las condiciones iniciales son cero.

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