001. introducciÃ³n a los sistemas de control

Docente: Edgar Pjaro Castro -Ingeniero Electricista-

Mdulo: Tcnicas de Mantenimiento de Sistemas Elctricos

INTRODUCCIN A LOS SISTEMAS DE CONTROL

El control automtico ha desempeado un papel vital en el avance de la ingeniera y la ciencia. Adems de su gran importancia en los sistemas de vehculos espaciales , de guiado de misiles, robticos y anlogos , el control automtico se ha convertido en una parte importante e integral de los procesos modernos industriales y de fabricacin.



Por ejemplo, el control automtico es esencial en el control numrico de las mquinas-herramientas de las industrias de la manufactura, en el diseo de automviles y camiones en la industria automotriz . Tambin es esencial en las operaciones industriales como el control de presin, temperatura, humedad, viscosidad y flujo en las industrias de proceso.



Como los avances en la teora y la practica del control automtico proporciona los medios para conseguir un comportamiento optimo de los sistemas dinmicos, mejorar la productividad, simplificar el trabajo de muchas operaciones manuales repetitivas y rutinarias, as como de otras actividades, la mayora de los ingenieros y cientficos deben tener un buen conocimiento de ste campo.



DEFINICIONES.

Antes de analizar los sistemas de control, deben definirse ciertos trminos bsicos.

Variable Controlada y Variable Manipulada. La Variable Controlada es la cantidad o condicin que se mide y controla. La Variable Manipulada es la cantidad o condicin que el controlador modifica para afectar el valor de la variable controlada. Normalmente las variables controladas son las salidas del sistema.

Controlar significa medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicar la variable controlada al sistema para corregir o limitar la desviacin del valor medido respecto del valor deseado.



DEFINICIONES.

Plantas. Una planta puede ser una parte de un equipo, tal vez un conjunto de elementos de una mquina que funcionan juntos, y cuyo objetivo es efectuar una operacin particular. En esta asignatura se llamar planta a cualquier objeto fsico que se va a controlar (cmo un dispositivo mecnico, un horno de calefaccin, un reactor qumico o una nave espacial).



DEFINICIONES.

Procesos. El Diccionario Merriam Webester define un proceso como una operacin 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 propsito determinado; o a una operacin artificial o voluntaria que se hace de forma progresiva y que consta de una serie de acciones o movimientos controlados, sistemticamente dirigidos hacia un resultado o propsito determinado. Llamaremos Proceso a cualquier operacin que se va a controlar. Algunos ejemplos son los procesos qumicos, econmicos y biolgicos.



DEFINICIONES.

Sistemas. Un sistema es una combinacin de componentes que actan juntos y realizan un objetivo determinado. Un sistema no est necesariamente limitado a los sistemas fsicos. El concepto de sistema se puede aplicar a fenmenos abstractos y dinmicos, como los que se encuentran en la economa. Por tanto, la palabra sistema debe interpretarse en un sentido amplio que comprenda sistemas fsicos, biolgicos, econmicos y similares.



DEFINICIONES.

Perturbaciones. Una perturbacin es una seal que tienen afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Si la perturbacin se genera dentro del sistema se denomina interna, mientras que una perturbacin externa se genera fuera del sistema y es una entrada.



DEFINICIONES.

Control Realimentado. El control realimentado se refiere a una operacin que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia, y lo realiza tendiendo en cuenta esta referencia. Aqu solo se especifican con este termino las perturbaciones impredecibles, ya que las perturbaciones predecibles o conocidas pueden compensarse dentro del sistema.


EJEMPLOS DE APLICACIONES DE SISTEMAS DE CONTROL

CONTROL DE LA DIRECCIN DE UN AUTOMOVIL.

Como un ejemplo simple del sistema de control mostrado en la figura, se considera el sistema de control de la direccin de un automvil. La direccin de las dos ruedas delanteras se puede visualizar como la variable controlada, o la salida, y; la direccin del volante es la seal actuante, o la entrada. El sistema de control o proceso en este caso, est compuesto del mecanismo de la direccin y de la dinmica del automvil completo.



CONTROL DE LA DIRECCIN DE UN AUTOMOVIL.

Sin embargo, si el objetivo es controlar la velocidad del automvil, entonces la presin ejercida sobre el acelerador sera la seal actuante, y la velocidad del automvil sera la variable controlada. El sistema de control total simplificado de un automvil se puede ver como uno con dos entrada (Volante y Acelerador) y dos salidas (Direccin y Velocidad). En este caso las dos entradas y las dos salidas son independientes, pero en general, hay sistemas en que los controles estn acoplados. Los sistemas con ms de una entrada y ms de una salida son llamados Sistemas Multivariables..



CONTROL DEL SEGUIMIENTO DEL SOL DE COLECTORES SOLARES.

Para alcanzar la meta de desarrollar energa elctrica econmica y combustibles no fsiles, el gobierno de Estados Unidos ha patrocinado muchas organizaciones de investigacin y el desarrollo de mtodos de conversin de energa solar, que incluye tcnicas de conversin mediante celdas solares. En la mayora de estos sistemas, la necesidad de alta eficiencia dict el empleo de dispositivos para el seguimiento al sol.



CONTROL DEL SEGUIMIENTO DEL SOL DE COLECTORES SOLARES.

Durante las horas del da, el colector solar produce electricidad. Una de las funciones ms importantes de los colectores solares es que el disco colector debe seguir al sol de forma exacta. Por tanto, el movimiento del disco colector debe ser controlado por complejos sistemas de control.La filosofa bsica del sistema de control es que el Angulo del disco colector se modifica o ajusta a una velocidad deseada predeterminada mediante el error de posicin actual determinado por el detector del sol. El controlador asegura que el colector ste apuntando directamente al sol durante la maana y le enva un comando de inicio de seguimiento. Durante el da, el controlador constantemente calcula la velocidad del sol para los dos ejes de control (Acimut y Elevacin)


Docente: Edgar Pjaro Castro -Ingeniero Electricista


*Ingeniera de Control Moderna. Katsuhiko Ogata









*Sistemas de Control Automtico. Benjamn C. Kuo*Sistemas de Control Automtico. Benjamn C. Kuo*Sistemas de Control Automtico. Benjamn C. Kuo*Sistemas de Control Automtico. Benjamn C. Kuo*Katsuhiko Ogata*

001. introducciÃ³n a los sistemas de control

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