Capítulo 1
Sistemas
Automáticos
1.1. INTRODUCCIÓN A LA
AUTOMÁTICA
El control
automático ha jugado un papel importante en el avance de
la ingeniería. Además de su importancia
en vehículos espaciales, en control de proyectiles, etc.,
el control automático se ha convertido en parte importante
en los procesos
industriales.
El control automático resulta esencial en
operaciones
industriales como de control de presión,
temperatura o
humedad en las industrias de
procesos; en el maquinado, manejo y armado de piezas en las
industrias de fabricación, etc.
Como ejemplos de sistemas
automáticos podríamos citar desde un simple
tostador de pan, pasando por una lavadora, el control de velocidad de
un motor, el control
de temperatura de una vivienda, un sistema de
defensa antiaérea el control de temperatura y
presión de una central nuclear, etc.
La teoría
de regulación automática, o teoría de
control, estudia el comportamiento
dinámico de un sistema frente .1 órdenes de mando o
a perturbaciones.
1.2. DEFINICIONES
Antes de introducirnos en el estudio de los
sistemas de
control, debemos conocer una serie de definiciones y
términos que vamos a utilizar en el desarrollo de
los apartados del tema.
Planta: Conjunto de componentes y piezas
que van a tener un determinado objetivo.
Proceso: Conjunto de operaciones que se
van a suceder y que van a tener un fin determinado.
Sistema: Combinación de componentes
que actúan juntos para realizar el control.
Perturbaciones: Todas las señales
indeseadas que intervienen de forma ad-versa en el funcionamiento
de un sistema. Pueden ser internas si se generan dentro
del sistema, o externas si se generan fuera del sistema
y constituyen una entrada.
Entrada de mando: Señal excitadora
del sistema que es independiente de la salida del mismo.
Selector de referencia: Elemento que se
coloca para tener una referencia. Unidad que establece el
valor de la
entrada de referencia. Se calibra en función
del valor deseado en la salida del sistema.
Entrada de referencia: Señal
producida por el selector de referencia.
Unidad de control: Unidad que reacciona
con una señal activa para producir la salida deseada.
Realiza el trabajo de
gobernar la salida.
Salida: Cantidad que debe mantenerse en un
valor fijado de antemano. Se considera la variable gobernada.
Sistema de control en bucle abierto:
Sistema en el que la salida no tiene in-fluencia sobre la
entrada.
Elemento de realimentación: Unidad
que facilita medios para
aumentar o disminuir la señal de salida.
Señal activa: Señal que es
la diferencia entre la señal de entrada de rete-cia y la
salida realimentada.
Sistema de control de bucle cerrado:
Sistema en el que la salida afecta a la entrada, de tal manera
que mantenga el valor de salida deseado.
1.3. SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO
ABIERTO
Sistemas de control en lazo abierto son sistemas
en los que la salida no tiene efecto sobre la acción
de control, o dicho de otra forma, son aquellos en los que la
señal de salida no tiene influencia sobre la señal
de entrada, tal como podemos ver en la Figura 11.1.
La variable que deseamos controlar puede diverger
considerablemente del valor deseado debido a las perturbaciones
externas, por lo que, en este tipo de sistemas interesa una gran
calibración de los componentes que forman las
di-versas etapas, así como la no existencia de
dichas perturbaciones.
Los sistemas en lazo abierto responden al esquema
de la Figura 11.1.
Por ejemplo, si queremos mantener constante la
temperatura de una habitación, esta temperatura es la
variable física
de entrada que interesa controlar.
El control sobre el proceso puede
ser efectuado de varias formas; una de las más usuales
responde al diagrama de
bloques de la Figura 11.2.
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