Fundamentos de los Sistemas de Control: Clasificación y Funcionamiento

Fundamentos de los Sistemas de Control

Un sistema de control es todo dispositivo o mecanismo encargado de realizar una actividad o supervisar algún proceso.

Componentes básicos

• Entradas: Variables de entrada y señales actuantes.
• Sistema de control: El núcleo del procesamiento.
• Salidas: Variables de salida y variables controladas.

Arquitecturas de sistemas

• Sistema de una variable: Entrada → Sistema de control → Salida.
• Sistema multivariable: Múltiples entradas (1 a N) → Sistema de control → Múltiples salidas (1 a N).

Sistemas de control a lazo abierto

Estructura: Entrada → Sistema de control → Proceso controlado → Salida.

Son sistemas no realimentados donde el sistema de control no posee ningún tipo de información acerca de el (los) resultado(s) del proceso que controla, por lo que no se utilizan donde se tenga que cumplir condiciones de desempeño crítico.

Sistemas de control a lazo cerrado

Son sistemas realimentados donde, mediante algún tipo de transductor, el sistema de control obtiene información acerca de los resultados o salidas del proceso. En este caso, puede realizar ajustes o, de ser necesario, detener el proceso.

Características afectadas por la realimentación

Al pasar de un sistema a lazo abierto a uno realimentado, se ven afectadas las siguientes propiedades:

• Error
• Ruido
• Ganancia
• Ancho de banda
• Estabilidad
• Sensibilidad

Análisis de parámetros clave

• El error: Es la diferencia entre lo que esperamos obtener y lo que obtenemos realmente. Es la característica de mayor importancia que es afectada o mejorada al realimentar un sistema a lazo abierto, puesto que el error pudiera reducirse hasta desaparecer por completo.
• Ruido o interferencia: Son todas aquellas señales de elementos no deseadas que afectan negativamente al sistema. El ruido o interferencias se pueden reducir significativamente, esperando que su efecto negativo afecte lo menos posible a la salida del sistema.
• Ganancia: Es el cociente de la salida entre la entrada.
  • G(s): Representa la ganancia del sistema a lazo abierto.
  • H(s): Representa la ganancia de la etapa de realimentación.