AUTOMATIZACION

Introducción.

En la industria, como en las comunidades existen variables (necesidades) que necesitan ser controladas, ya sea un tanque de agua, el encendido de una lámpara, hasta el buen funcionamiento de una planta eléctrica, o una fábrica. Por esta razón muy sencilla, en nuestros sistemas de estudios se ha implementado estudiar los sistemas de control.

En esta asignatura podremos conocer el buen funcionamiento de un sistema, y podremos predecir un evento, de acuerdo con los datos ya obtenidos anteriormente.

Como ya se mencionó antes, los sistemas de control se usan en cualquier lugar y cualquier momento, ya que día a día existen nuevas necesidades que se desean controlar, o resolver.

En esta pequeña monografía se tratara de explicar el funcionamiento de un sistema de control, así como de los métodos más importantes para obtener respuestas estables de un sistema

Etimología

El término proviene de la palabra latina systema, a su vez del griego St Un systema ", toda compuesta de varias partes o miembros, el sistema", "composición literaria"

La palabra control, es proveniente de un término usado en la época de los mercaderes venecianos, en donde se manejaba la contabilidad y se llamaban, a los rollos deverificación para los acreedores, contrarotulus lo cual permitía tener un soporte o registro de las transacciones que se hacían en esa época. De esta palabra, los franceses la derivan y finalmente sellega a la palabra contrôle, que significa “inspeccionar”, “fiscalizar” o “dominar”.

DESARROLLO

Fundamentos.

Sistema: Combinación de componentes que actúan conjuntamente para alcanzar un objetivo particular.

Sistema de control: Sistema cuyo objetivo es el control manual o automático de cierta cantidad o variable física.

Entrada: Estímulo, excitación o mandato aplicado para producir una respuesta específica del sistema.

Salida: Respuesta real del sistema. Puede coincidir o no con la respuesta del sistema, implícita en la entrada correspondiente.

Clasificación de los sistemas

Tipo de respuesta:

• Determinísticos: Conocidos la entrada y el modelo del sistema se puede determinar la salida de un modo preciso.

• No determinísticos: No es posible conocer los estados por los que pasa el sistema y por tanto desconocemos la respuesta (salida).

• Probabilísticos: La respuesta del sistema está sujeto a algún criterio probabilística.

• Difusos: Dado el valor de la entrada, existe un cierto rango de valores posibles para la salida.

Clasificación de sistemas realizada en función de las características de la planta:

A. Sistemas Lineales - No-lineales. En rigor la mayoría de los sistemas de control sonno- lineales. Sin embargo, en un punto de operación puede asumirse lineal, en cuyo caso se obtiene un modelo lineal con el cual se puede trabajar (en el motor de c. c. se asume if constante para obtener un sistema lineal).

B. Sistemas Invariantes - Variantes. Los invariantes son aquellos que tienen parámetros que no varían con el tiempo. Su respuesta no cambia para una entrada dada en función del tiempo (la masa m(t) de un cohete).

C. Sistemas Continuos - Discretos. En un sistema continuo todas las variables son función de un tiempo continuo. Los discretos se caracterizan por tener valores en instantes fijos (el valor de la UF es discreto).

D. Sistemas SISO - MIMO. Los SISO (Single Input Simple Output) tienen una entrada y una salida. Los MIMO tienen varias entradas y varias salidas (SISO: motor con if = cte, MIMO: generador).

E. Sistemas de Parámetros Concentrados - Distribuidos. Los sistemas que pueden describirse mediante ecuaciones diferenciales ordinarias son con parámetros concentrados. Los que deben describirse mediante ecuaciones diferenciales parciales son con parámetros distribuidos (temperatura en una barra:

).

F. Sistemas Determinísticos - Estocásticos. Es determinístico si la respuesta a la entrada es predecible y repetible; de no serlo, es estocástico.

Tipo de variable:

• Continuos: Todas las variables del sistema son continuas en el tiempo (sistemas basados en ecuaciones diferenciales).

• Discretos: El valor de una o más variables sólo se conoce en instantes discretos de tiempo (sistemas basados en ecuaciones en diferencias).

• Muestreados: Dada una señal, tomamos su valor en determinados instantes de tiempo.

• Digitales: La señal toma valores como combinación de un conjunto discreto de valores.

Relación entrada/salida

• Lineales: La salida es una función lineal de la entrada. Verifica el principio de superposición

• No lineales: La salida no se puede representar como una función lineal de la entrada.

La mayor parte de los sistemas reales son no lineales. Sin embargo generalmente se pueden aproximar a sistemas lineales por trozos.

Variación temporal de los parámetros

• Invariantes: La respuesta del sistema es independiente del instante en el que se le aplique la entrada.

• No invariantes: Los parámetros del sistema varían con el tiempo( por ejemplo, resistencias que se calientan, guiado de un cohete,...)

Tipo de control:

• Lazo abierto: Control independiente de la salida y de las variables del sistema (por ejemplo una tostadora).

• Lazo cerrado: Control dependiente de la salida y/o de las variables del sistema (por ejemplo un sistema de aire acondicionado).

Para clasificar un sistema en lazo abierto o lazo cerrado debemos distinguir claramente entre los componentes del sistema y los que interactúan con él, pero que no hacen parte del sistema.

Sistemas de control en lazo abierto (SCLA)

Características:

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