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Control Automatico de Sistemas Dinamicos

Guzman Paz J. Ricardo

Escuela Politecnica Nacional

stnbubu 69@hotmail.com

10 de Febrero 2015

Abstract

This article the principle of operation of the control system expressed in the simplest formof espresarlo detailed. The variables are desired value and measured value. We also have madethe open-loop and closed-loop system with their respective control element and process correction.Furthermore the closed loop system with the respective diagram can be positive and negative

feedback described.

1 Introduccion

Los sistemas de control asumen un papel impor-tante en el avance da la civilizacion moderna y dela tecnologa. Cada aspecto en las actividades denuestra vida diaria esta afectado por algun tipode sistema de control. Los sistemas de control seencuentran en gran cantidad de sectores industri-ales, control de productos en manufactura, lineas

de ensamble automatico, control de maquinas-herramienta,tecnologa espacial, sistemas de ar-mas, sistemas de transporte, sistemas de potencia,robotica y muchos otros. ( Kuo,1996)El control automatico de procesos se usa funda-mentalmente porque reduce el costo asociado ala generacion de bienes y servicios, incrementa lacalidad y volumenes de produccion de una plantaindustrial entre otros beneficios asociados con suaplicacion. La eliminacion de errores y un au-mento en la seguridad de los procesos esotra con-

tribucion del uso y aplicacion de esta tecnica decontrol. (Abarca, sf)

2 Principio de los sistemas de

control

El principio de todo sistema de control automaticoes la aplicacion del concepto de realimentacion ofeedback (medicion tomada desde el proceso que

entrega informacion del estado actual de la vari-able que se desea controlar) cuya caractersticaespecial es la de mantener al controlador cen-tral informado del estado de las variables paragenerar acciones correctivas cuando as sea nece-sario. (Abarca, sf)

Figura

1.Retroalimentacion

3 Componentes basicos de un

sistemas de control

Los componentes basicos de un sistema de control

se pueden describir como:

1. Objetivos de control.

2. Componentes del sistema de control.

3. Resultados o salidas.

Los objetivos se pueden identificar como en-tradas, o senales actuantes, y los resultados se lla-man salidas,o variables controladas, y. En general,

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el objetivo de un sistema de control es controlarlas salidas en alguna forma prescrita mediante lasentradas a traves de los elementos del sistema decontrol. (Kuo, 1996)

Figura 2.Componentes basicos de un sistema decontrol

4 Control automatico

El objetivo del control automatico es el de contro-lar los valores de variable dependiente mas rele-vante de un sistema.

Cada componente contribuye al logro del objetivocomun (variable dependiente), el objetivo es de-scrito mediante variables.

4.1 Variables

1. Valor deseado: Este es el valor de referen-cia.

2. Valor medido: Son los datos obtenidos(sensor).

Normalmente el valor medido tiende a acercarseal valor de referencia.No importa lo complejo que sea un conjunto decomponentes (sistema), se puede considerar quetodos estan dentro de una caja y solo hay quetener en cuenta las entradas y salidas. (Chang,2015)Existen dos formas basicas de sistemas de control:

1. Sistemas de lazo abierto.

2. Sistemas de lazo cerrado.

5 Sistemas de lazo abierto

Son sistemas no complejos, con un sistema en lazoabierto la entrada se elige con base a la experien-cia que se tiene con dichos sistemas para producirel valor de salida requerido. Esta salida no se vemodificada por el cambio en las condiciones deoperacion externas. Por lo que tambien se le de-nomina sistema no realimentado. (Kuo, 1996) Un

ejemplo de este tipo de sistema es un calefactorelectrico, ya que puede tener un selector que per-mita elegir una disipacion en el elemento calefac-tor de 1 kW o 2 kW. De este modo, la entrada delsistema esta determinada por la posicion del selec-tor. Si se presentan cambios en las condiciones de

operacion,la temperatura cambiara debido a queno hay modo de que el calor de salida se ajustepara compensar dicha condicion. (Bolton, 2001)

Figura 3.Ejemplo de un sistema de control

en lazo abierto

5.1 Elementos basicos de un sistema de

lazo abierto

1. ELEMENTO DE CONTROL: Este ele-mento determina que accion se va a tomardada una entrada al sistema de control.

2. ELEMENTO DE CORRECCION: Este el-

emento responde a la entrada que viene delelemento de control e inicia la accion paraproducir el cambio en la variable controladaal valor requerido.

3. PROCESO: El Proceso o Planta, es el sis-tema en el que se va a controlar la Variable.(Chang, 2015)

Figura 4.Elementos de un sistema de lazo

abierto

6 Sistemas de lazo cerrado

Con un sistema de lazo cerrado se tiene una senalde realimentacion hacia la entrada desde la sal-ida, la cual se utiliza para modificar la entrada de

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modo que la salida se mantenga constante a pesarde los cambios en las condiciones de operacion. Elsistema de calefaccion electrico se puede transfor-mar en un sistema de lazo cerrado si alguien conun termometro monitorea la temperatura de lahabitacion y enciende o apaga los elementos cale-

factores, para as mantener la temperatura de lahabitacion constante. (Bolton, 2001)

Figura 5.Ejemplo de un sistema de control

lazo cerrado

6.1 Elementos basicos de un sistema de

lazo cerrado

La entrada global al sistema de control es el valorrequerido de la variable.

1. ELEMENTO DE COMPARACION: Esteelemento, compara el valor requerido o de

referencia de la variable por controlar; con elvalor medido de lo que se obtiene a la salida,y produce una senal de error la cual indicala diferencia del valor obtenido a la salida yel valor requerido

2. ELEMENTO DE CONTROL. Este ele-mento decide que accion tomar cuando serecibe la senal de error. A menudo se utilizael termino CONTROLADOR para un ele-

mento que incorpora el elemento de controly la unidad de correccion.

3. ELEMENTO DE CORRECCION: Produceun cambio en el proceso al eliminar el errory con frecuencia se denomina Actuador.

4. ELEMENTO DE MEDICION: Produce unasenal relacionada con la condicion de la vari-able controlada, y proporciona la senal derealimentacion al elemento de comparacion

para determinar si hay error o no error ( 0 1). (Chang, 2015)

7 Ejemplos de aplicacion del

control automatico

Control de la direccion de un automovil

Figura 6.Ejemplo del control de la

direccion

Control de la velocidad en ralent de un au-tomovil

Sistema de control de una rueda de im-

presion

Figura 7.Ejemplo de control de una

rueda de impresion

Control del seguimiento del sol de colectoressolares

8 Conclusiones

Se puede observar que el campo de apli-cacion de el control de sistemas dinamicoses muy amplio, y que se utiliza en la gran

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mayora de procesos productivos, de servi-cios, de transporte y muchos mas en loscuales se necesita tener un control de fun-cionamiento.

Se menciono que el sistema de control se sub-

divide en sistemas de lazo abierto y de lazocerrado, estos se diferencian en que el uno noes realimentado y el otro s respectivamente.

Para la aplicacion del control de sistemas,se debe tener un amplio conocimiento de lascaractersticas de los sistemas dinamicos.

References

Bolton, W. (2001). Ingeniera de control.Marcombo.

Kuo, B. C. (1996). Sistemas de controlautomatico. Pearson Educacion.

Chang, N. (2015). Clases de control au-tomatico, E.P.N.

http://carolina-sp.blogspot.com/2014/01/1-introduccion-control-automatico.html

https://www.google.com.ec/q=patricio+abarca+co

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