Tipos y Clasificación de los Sistemas de Control

Conceptos Generales

Características y Requisitos de un Sistema de Control

Es la ciencia que estudia los métodos y procedimientos para la sustitución del hombre por una máquina en la realización de una tarca física o mental con el fin de evitar riesgos y aumentar la producción.

Es una colección compleja de elementos altamente relacionados y que realiza un determinado objetivo.

Desde el punto de vista de la ingeniería de control: un sistema se puede ver como cualquier entidad que produce una transformación de señales.

Es una expresión matemática tal que explique cuantitativamente el comportamiento dinámico del sistema ante cualquier tipo de excitación temporal.

Sistema físico que se desea controlar. Por ejemplo, la temperatura en un horno de calefacción, la posición del eje de un motor, etc.

Se entiende como cualquier operación que se va a controlar, por ejemplo, el etiquetado de las bolsas de patatas, la limpieza de la pasta de papel, etc.

Se clasifican dependiendo del criterio elegido, como pueden ser la forma en la que procesan información, las señales que se tratan, etc.

Son aquellos que actúan sobre la planta o el proceso sin considerar el valor de la señal de salida, esto es, la salida no se compara con la entrada.

Es el sistema de control mas sencillo y económico.

La precisión del sistema depende de una adecuada calibración y se basa en temporizaciones y en un conocimiento exacto entre la entrada y la salida.

En presencia de perturbaciones que se salgan de rango admitido, estos equipos de control no realizan la tarea asignada.

La señal de salida se compara con la señal de referencia para obtener una señal de error.

La señal de error obtenida entra al regulador o controlador para que este actúe sobre la planta o el proceso y reducir el error.

Un sistema de control en lazo cerrado proporciona un control más preciso que otro en lazo abierto.

Los sistemas realimentados tienden a ser inestables, lo que dificulta su diseño.

Las características dinámicas deben estar identificadas en todo momento, de manera que los parámetros de control puedan ajustarse para mantener el funcionamiento óptimo.

Se estudian algoritmos que permitan un conocimiento de la planta o del proceso de forma automática.

Se desarrolla básicamente en dos áreas: modelización y diseño de reguladores.

La idea es desarrollar un sistema formado por pequeñas unidades de cálculo, y hacer mediante conexiones entre ellas que todo el conjunto sea capaz de resolver cierta clase de problemas.

Las redes neuronales son una herramienta de análisis estadístico que permite la construcción de un modelo de comportamiento.

Las redes neuronales se pueden clasificar de acuerdo al tipo de aprendizaje:

Un sistema es lineal cuando el comportamiento de sus salida depende de la magnitud de la señal de entrada.

En los sistemas lineales se puede aplicar el principio de superposición.

Aquellos sistemas a los que no es aplicable este principio se denominan sistemas no lineales.

En un sistema de control de tiempo discreto, una o varias variables son conocidas solo en instantes concretos, es decir, datos recibidos de forma intermitente.

El diseño de un sistema de control no corresponde con un proceso exacto de elaboración sino con aproximaciones sucesivas.

Los modelos que usa la teoría clásica de control son ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes constantes.

Los requisitos básicos para satisfacer un sistema de control:

• Sensibilidad: determina la facilidad para responder a excitaciones muy pequeñas, así como la rapidez con que responde.

• Precisión: es la capacidad de dar el mismo resultado en instantes diferentes realizados bajo las mismas condiciones.