Que es un sistema de control de lazo cerrado

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  • Variable del sistema:


     Toda magnitud física susceptible de ser sometida a vigilancia y control que define el comportamiento de un sistema (velocidad, temperatura, posición,…).
  • Entrada:


     Excitación que se aplica a un sistema de control desde un elemento externo, al objeto de generar una respuesta.
  • Salida:


     Respuesta proporcionada por el sistema de control al estímulo de la entrada.
  • Perturbación:


     Señal no deseada que modifica adversamente de modo imprevisto el funcionamiento del sistema, pueden ser internas o externas al propio sistema.
  • Planta:


     Sistema sobre el que deseamos realizar el control.
  • Sistema:


     Conjunto de dispositivos que actúan interrelacionados para realizar el control. Los sistemas de control reciben la información facilitada por los sensores y, tras ser procesada, se utiliza para controlar los actuadores.
  • Entrada de mando:


     Señal externa al sistema que condiciona su funcionamiento.
  • Señal de referencia:


     Señal de entrada que utilizamos para calibrar al sistema.
  • Señal de error:


     Señal obtenida en la salida del comparador entre la señal de referencia y la señal realimentada.
  • Señal activa:


     cuando la señal de error resultante del comparador está muy atenuada, es necesario amplificarla para convertirla en una señal capaz de activar los distintos componentes del sistema.
  • Unidad de control:


     Controla la salida en función de una señal activa.
  • Unidad de realimentación:


    Conjunto de dispositivos que captan la variable controlada, la acondicionan y llevan al comparador.
  • Transductor:


     Elemento que transforma una magnitud física en otra interpretable por el sistema.

Señal:


Variación en el tiempo de una magnitud física, que permite transmitir información.

Las señales pueden ser de dos tipos:

  • Analógicas


    Pueden adquirir infinitos valores (el conjunto de números reales) en cualquier intervalo continuo de tiempo. La variación de la señal constituye una gráfica continua.

  • Digitales:

     Pueden adquirir únicamente valores concretos, es decir, no varían a lo largo de un cierto intervalo de tiempo. La variación de la señal constituye una gráfica discontinua Por ejemplo, el estado de un interruptor sólo puede tener dos valores (0 abierto, 1 cerrado) y en general pueden estar representadas por cualquier elemento dual: encendido/apagado, conduce/no conduce, conectado/desconectado, nivel alto/nivel bajo...

A cada valor de una señal digital se le llama bit resultando ser esta la unidad mínima de información.

Los sistemas de regulación y control se clasifican en dos tipos:

  • Sistemas de control en lazo abierto



  • Sistemas de control en lazo cerrado

  • Sistema de control en lazo o bucle abierto:


    En ellos la señal de salida no influye sobre la señal de entrada.

  • Estos sistemas se controlan directamente, o por medio de un transductor y un actuador
    . En este segundo caso el diagrama de bloques típico será:


La función del transductor es modificar o adaptar la señal de entrada, para que pueda ser procesada convenientemente por los elementos que constituyen el sistema de control.Una carácterística importante de los sistemas de lazo abierto es que dependen de la variable tiempo y la salida es independiente de la entrada, y tienen el inconvenitente de ser muy sensibles a las perturbacione


Sistemas de control en lazo cerrado:


En ellos, la señal de salida influye en la entrada. Esto se consigue mediante un proceso de realimentación (feedback).

La realimentación es la propiedad de un sistema en lazo cerrado por la cual la salida (o cualquier otra variable controlada) es comparada con la entrada del sistema, de forma que el proceso de control depende de ambas.

En estos sistemas un transductor mide en cada instante el valor de la señal de salida y proporciona un valor proporcional a dicha señal.

Este valor relacionado con la señal de salida, se realimenta al sistema, de forma que ésta influye directamente sobre el proceso de control.

El diagrama de bloques correspondiente a un sistema de control en lazo cerrado es:


En él, la salida es realimentada hacia la entrada; ambas se comparan, y la diferencia que existe entre la entrada, que es la señal de referencia o consigna (señal de mando), y el valor de la salida (señal realimentada) es la señal de error.

Si la señal de error fuese nula, entonces la salida tendría exactamente el valor previsto.

De no ser nula, ésta ataca al controlador o regulador, donde es convenientemente amplificada si fuera necesario, convirtiéndose en la señal activa, capaz de activar al actuador, para que la salida alcance el valor previsto.

La señal de error, o diferencia entre los valores de la entrada y de la salida, actúa sobre los elementos de control tratando de reducir el error a cero y llevar la salida a su valor correcto. Se intenta que el sistema siga siempre a la señal de consigna.


Los sistemas en lazo cerrado presentan las siguientes ventajas frente a los de lazo abierto.

  • Más exactos en la obtención de los valores requeridos para la variable controlada.
  • Menos sensibles a las perturbaciones.
  • Menos sensibles a cambios en las carácterísticas de los componentes.

Aunque tienen las siguientes desventajas:

  • Son significativamente más inestables.
  • Son más caros.
  • Al ser más complejos son más propensos a tener averías, y presentan mayor dificultad en su mantenimiento.

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