La Teoría de Control nos ayuda a crear sistemas de control (SC).
Un sistema de control automático posee subsistemas conformados por dispositivos, que efectúan acciones de control, corrección, procesamiento, y medición de la variable que se desea regular.
Un sistema de control dinámico está expuesto a perturbaciones (internas y externas). Se aplica la teoría general de sistemas para determinar bajo qué condiciones el sistema opera en régimen estable.
Para elaborar un modelo de un SC, se deben definir estos elementos:
- Definición del Sistema y su objetivo.
- Componentes del sistema: control, corrección, proceso, y medición.
- Determinación del valor esperado de respuesta.
- Determinación del error.
- Condiciones de Estabilidad.
- Perturbaciones que puedan afectar al sistema.
- Función de Transferencia del sistema.
Modelo clásico de un SC:
La retroalimentación puede ser:
- Positiva: desestabiliza el sistema, creando un círculo vicioso.
- Negativa: la salida vuelve a entrar pero negada, lo que estabiliza el sistema.
Los sistemas pueden ser:
- Lineales: las ecuaciones que controlan su comportamiento son lineales.
- No lineales: no responden al principio de superposición (no se puede cambiar el orden).
Los sistemas pueden ser:
- Continuos: respuesta analógica.
- Discretos: señales de salida digitales.
El sistema de control puede ser de:
- Lazo abierto: no obtienen información por retroalimentación.
- Lazo cerrado: mide la señal de salida para realimentarla a la entrada.
La Ingeniería de Control debe no solo definir los límites del sistema, sino también hacer recomendaciones para su diseño.
Modelo de capas de un SC:
- Física: transmite señales.
- Conectividad: conecta los dispositivos.
- Control: comanda todo el sistema de control.
- Aplicación: software que controla a la capa de control.
Un Sistema de Control se implementa con varios dispositivos:
- Sensores: dispositivos que recogen información del mundo real que miden magnitudes físicas y las transforman a señales eléctricas útiles para el SC.
- Actuadores: dispositivos que siguen las órdenes del SC y realizan acciones que repercuten en el mundo real de forma directa.