Instrumentacion Y Control

Modelación Dinámica de Sistemas de Control

Introducción

El control automático ha desempeñado un papel vital en el avance de la ingeniería y la ciencia.

Además de su gran importancia en los sistemas de vehículos espaciales, de guiado de misiles, robóticos y análogos; es por lo tanto una parte importante e integral de los procesos modernos industriales y de fabricación.

Se sabe que los avances de la teoría y la práctica del control proporcionan los medios para conseguir un comportamiento óptimo de los sistemas dinámicos, mejorar la productividad, simplificar el trabajo de muchas operaciones manuales repetitivas y rutinarias, así como de otras actividades, la mayoría de los ingenieros y científicos deben tener un buen conocimiento en este campo.

Antes de analizar los sistemas de control, deben definirse ciertos términos básicos.

Variable Controlada y Variable Manipulada.- la variable controlada es la cantidad o condición que se mide y controla. La variable manipulada es la cantidad o condición que el controlador modifica para afectar el valor de la variable controlada. Normalmente, la variable controlada es la salida del sistema. Controlar significa medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicar la variable manipulada al sistema para corregir o limitar la desviación del valor medido respecto del valor deseado.

En el estudio de la ingeniería de control, es necesario definir términos adicionales que se precisan para describir los sistemas de control.

Plantas.- una planta puede ser una parte de un equipo, tal vez un conjunto de los elementos de una máquina que funcionan juntos, y cuyo objetivo es efectuar una operación particular. En este caso se llamara planta a cualquier objeto físico que se va a controlar (como un dispositivo mecánico, un horno de calefacción, un reactor químico o una nave espacial).

Procesos.- Se define como una operación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por una serie de cambios graduales que se suceden unos a otros de una forma relativamente fija y que conducen a un resultado o propósito determinados; o una operación artificial o voluntaria que se hace de forma progresiva que consta de una serie de acciones o movimientos controlados, sistemáticamente dirigidos hacia un resultado o propósito determinado.

Sistemas.- es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado. Un sistema no esta necesariamente limitado a los sistemas físicos. El concepto de sistema se puede aplicar a fenómenos abstractos y dinámicos, como se encuentran en la economía. Por tanto, este debe interpretarse en un sentido amplio que comprende sistemas físicos, biológicos, económicos y similares.

Perturbaciones.- Una perturbación es una señal que tiende a afectar negativamente al valor de la salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se denomina interna, mientras que una perturbación externa se genera fuera del sistema.

Variable de entrada.- Es una variable del sistema tal que una modificación de su magnitud o condición puede alterar el estado del sistema.

Variable de salida.- Es una variable del sistema cuya magnitud o condición se mide.

Control realimentado.- se refiere a una operación que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia, y lo realiza tomando en cuenta esta diferencia. Aquí solo se

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