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8/6/2019 definiciones-de-control-1206800853286470-2

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DEFINICIONES REFERENTES ALA TEORA DE CONTROL

Prof. Paolo Castillo Rubio


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DEFINICIONES

La variable controlada es la cantidad o condicinque se mide y controla.La variable manipulada es la cantidad o condicin

modificada por el controlador, a fin de afectar lavariable controlada. Normalmente la variablecontrolada 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 ladesviacin del valor medido, respecto al valor deseado.


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Al estudiar control se deben definir trminosadicionales para describir el sistema de control.

A continuacin se darn las definiciones de estostrminos:


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PLANTAS

Una planta es un equipo, quiz simplemente un juego de piezas de una mquina, funcionandoconjuntamente, cuyo objetivo es realizar unaoperacin determinada.

Llamaremos planta a cualquier objeto fsico quedeba controlarse (ej: horno de calentamiento,reactor qumico, vehculo espacial).


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PROCESOSEl proceso es una operacin o desarrollo natural,caracterizado por una serie de cambiosgraduales, progresivamente continuos, que sesuceden uno a otro de un modo relativamente fijo,

y que tienden a un determinado resultado o final;o a una operacin voluntaria o artificialprogresivamente continua, que consiste en unaserie de acciones controladas o movimientos

dirigidos sistemticamente hacia determinadoresultado o fin.Llamaremos proceso a cualquier operacin quedeba controlarse (ej: procesos qumicos,

econmicos o biolgicos).


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SISTEMAS

Un sistema es una combinacin de componentesque actan conjuntamente y cumplendeterminado objetivo.

Un sistema no est limitado a objetos fsicos. Elconcepto de sistema puede aplicarse afenmenos dinmicos abstractos, como los quese encuentran en economa. Por tanto, el trminosistema hay que interpretarlo como referido asistemas fsicos, biolgicos, econmicos y otros.


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PERTURBACIONES

Una perturbacin es una seal que tiende aafectar adversamente el valor de la salida de unsistema.

Si la perturbacin se genera dentro del sistema,se le denomina interna, mientras que unaperturbacin externa se genera fuera del sistemay constituye una entrada.


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CONTROL RETROALIMENTADO

El control retroalimentado es una operacin que,en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida del sistema y algunaentrada de referencia, realizndolo sobre la basede esta diferencia. Aqu slo se especifican las perturbaciones noprevisibles, ya que las predecibles o conocidas,siempre pueden compensarse dentro del sistema.


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SISTEMAS DE CONTROLRETROALIMENTADO

Se denomina sistema de control retroalimentado aaquel que tiende a mantener una relacinpreestablecida entre la salida y alguna entrada dereferencia, comparndolas y utilizando ladiferencia como medio de control.


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SERVOSISTEMASSe llama servosistema (o servomecanismo) a unsistema de control retroalimentado en el que lasalida es algn elemento mecnico, sea posicin,velocidad o aceleracin.Por tanto, los trminos servosistema o sistema decontrol de posicin o de velocidad o deaceleracin, son sinnimos. Estos servosistemasse utiilizan ampliamente en la industria moderna.Por ejemplo, con el uso de servosistemas einstruccin programada se puede lograr laoperacin totalmente automtica de mquinas oherramientas.


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SISTEMAS DE REGULACIN AUTOMTICA

Un sistema de regulacin automtica es unsistema de control retroalimentado en el que la

entrada de referencia o la salida deseada son, obien constantes o bien varan lentamente en eltiempo, y donde la tarea fundamental consiste enmantener la salida en el valor deseado a pesar de

las perturbaciones presentes (ej: la regulacinautomtica de tensin en una planta generadoraelctrica).


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SISTEMAS DE CONTROL DEPROCESOS

A un sistema de regulacin automtico en el quela salida es una variable como temperatura,presin, flujo, nivel de lquido o pH, se le

denomina sistema de control de proceso .El control de proceso tiene amplia aplicacin en laindustria. En estos sistemas con frecuencia seusan controles programados, por ejemplo, el

programa establecido puede consistir en elevar latemperatura a determinado valor durante unintervalo de tiempo definido, y luego reducirla aotra temperatura prefijada durante otro periodo.


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SISTEMAS DE CONTROL DELAZO CERRADO

Con frecuencia se llama as a los sistemas decontrol retroalimentado. En la prctica, se utilizaindistintamente la denominacin controlretroalimentado o control de lazo cerrado.La seal de error actuante, que es la diferenciaentre la seal de entrada y la de retroalimentacin(que puede ser la seal de salida o una funcinde la seal de salida y sus derivadas), entra alcontrolador para reducir el error y llevar la salidadel sistema a un valor deseado.El trmino lazo cerrado implica siempre el uso dela accin de control retroalimentado para reducir el error del sistema.


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SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO

Los sistemas de control en los que la salida notiene efecto sobre la seal de control, sedenominan sistemas de control de lazo abierto.En estos sistemas, la salida ni se mide ni seretroalimenta para compararla con la entrada. Por tanto, para cada entrada de referenciacorresponde una condicin de operacin fija. As,la precisin del sistema depende de la calibracin.En presencia de perturbaciones, un sistema decontrol de lazo abierto no cumple su funcinasignada. En la prctica se puede utilizar slo sila relacin entrada salida es conocida y si no se

presentan perturbaciones de ningn tipo.


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LAZO CERRADO V/S LAZO ABIERTO

Una ventaja del sistema de control de lazocerrado es que el uso de la retroalimentacinhace que la respuesta del sistema searelativamente insensible a perturbacionesexternas y a variaciones internas de parmetrosdel sistema. De este modo, es posible utilizar componentes relativamente imprecisos yeconmicos, y lograr la exactitud de controlrequerida en determinada planta, cosa que seraimposible en un control de lazo abierto.


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Desde el punto de vista de la estabilidad, en elsistema de control de lazo abierto, sta es msfcil de lograr , ya que en l la estabilidad noconstituye un problema importante. En cambio, enlos sistemas de lazo cerrado, la estabilidad s esun problema importante, por su tendencia asobrecorregir errores que pueden producir oscilaciones de amplitud constante o variable.


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Para sistemas cuyas entradas son conocidas

previamente y en los que no hay perturbaciones,es preferible utilizar el control de lazo abierto. Lossistemas de control de lazo cerrado tienenventajas slo si se presentan perturbaciones no

previcibles y/o variaciones imprevisibles decomponentes del sistema.


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La potencia de salida determina parcialmente elcosto, peso y tamao de un sistema de control. Lacantidad de componentes utilizados en un

sistema de control de lazo cerrado es mayor a lacorrespondiente a un sistema de control de lazoabierto. As, un sistema de control de lazo cerradoes generalmente de mayor costo y potencia . Para

reducir la potencia requerida por un sistema,cuando sea posible, es conveniente usar unsistema de lazo abierto (o una combinacin deambos sistemas).


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SISTEMAS DE CONTROL ADAPTABLES

Las caractersticas dinmicas de la mayora delos sistemas de control no son constantes por diversas razones, como el deterioro de loscomponentes al paso del tiempo, o lasmodificaciones en los parmetros o el medioambiente. Aunque en un sistema de controlretroalimentado se atenan los efectos depequeos cambios en las caractersticasdinmicas, si las modificaciones en losparmetros del sistema y en el medio sonsignificativas, un sistema, para ser satisfactorio,ha de tener la capacidad de adaptacin .


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Adaptacin implica la capacidad de autoajustarseo automodificarse de acuerdo con lasmodificaciones imprevisibles del medio o

estructura. Los sistemas de control que tienenalgn grado de capacidad de adaptacin (esdecir, el sistema de control por s mismo detectacambios en los parmetros de planta y realiza los

ajustes necesarios en los parmetros delcontrolador, para mantener un comportamientoptimo), se denominan sistemas de controladaptable


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En un sistema de control adaptable, lascaractersticas dinmicas deben estar identificadas en todo momento, de manera quelos parmetros del controlador pueden ajustarsepara mantener un comportamiento ptimo.Este concepto resulta muy atractivo, ya que estossistemas, adems de ajustarse a los cambiosambientales, tambin lo hace ante erroresmoderados del proyecto de ingeniera oincertidumbres, y compensa la eventual falla decomponentes menores del sistema, aumentando,por tanto, la confiabilidad del sistema.


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SISTEMAS DE CONTROL CON APRENDIZAJE

Muchos sistemas de control que aparentementeson de lazo abierto, pueden convertirse ensistemas de lazo cerrado si un operador humanose considera como un controlador, que comparala entrada y la salida y realiza las accionescorrectivas basadas en la diferencia resultante oerror.Si se intenta analizar tales sistemas de control delazo cerrado con intervencin humana, seencuentra el difcil problema de plantear ecuaciones que describan el comportamiento deloperador humano.


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SISTEMAS DE CONTROL CON APRENDIZAJE

En este caso, uno de los muchos factores que locomplican, es la capacidad de aprendizaje del ser

humano. A medida que ste va adquiriendoexperiencia, mejora como elemento de control, yesto debe tomarse en cuenta al analizar elsistema.

Los sistemas de control con capacidad paraaprender reciben el nombre de sistemas decontrol con aprendizaje.

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