INTRODUCCIÓN.
Un sistema de control es un conjunto de componentes físicos conectados o relacionados entre sí, de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir, sin intervención de agentes exteriores, corrigiendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento.
Cualquier mecanismo, sistema o planta industrial presenta una parte actuadora, que corresponde al sistema físico que realiza la acción, y otra parte de mando o control, que genera las órdenes necesarias para que esa acción se lleve a cabo.
Estas dos partes dan lugar a dos tipos de sistemas de control: sistema de control en lazo abierto y sistema de control en lazo cerrado.
En el sistema de control en lazo abierto la acción de control se realiza sobre la señal de entrada produciendo la señal de salida. En cambio, en el sistema de control de lazo cerrado se toma muestras de la señal de salida y teniendo de referencia la señal de entrada, la resultante actúa sobre la acción de control.
Las variables del sistema de control son la señal de entrada que se aplica con el fin de provocar una respuesta del sistema, es decir, la señal de salida y las señales perturbadoras que son señales no deseadas que influyen de forma adversa en el funcionamiento del sistema.
Los elementos componentes que forman un sistema de control van a estar en función del tipo de sistema.
En un sistema de lazo abierto se tendrá: transductor de la señal de entrada y actuador que actúan sobre la planta o proceso.
En un sistema de lazo cerrado se tendrá: transductor de la señal de entrada, captador de la señal de salida, comparador de la señal de entrada y salida, regulador o controlador para corregir errores y actuador sobre la planta o proceso.
En la regulación de los sistemas físicos se considera la relación de señal entrada/salida, es decir, lo que importa es conocer cuál va a ser la respuesta del sistema (salida) cuando se le comunica una cierta entrada. Por tanto, se puede considerar como una caja negra sin que interese conocer lo que sucede dentro del sistema.
A la relación entre la salida/entrada en el dominio de Laplace (dominio complejo) se denomina Función de Transferencia, la cual supone una descripción matemática del sistema de control. Por medio de ella se puede conocer de una manera sencilla:
· Cómo va a comportarse el sistema en cada situación: según la entrada que se produzca en el sistema, se sabrá cuál será su respuesta o salida.
· La estabilidad del sistema: es importante saber si la respuesta del sistema se va a mantener siempre dentro de unos límites determinados, o si en algún momento va a responder de forma inestable.
· Qué valores se pueden aplicar a determinados parámetros de los elementos del sistema de manera que éste sea estable.
Para analizar los sistemas de control se suelen representar en forma de diagramas de bloques, en los que se ofrece una expresión visual y simplificada de las relaciones entre la entrada y salida de los elementos del sistema y del sistema.
Cada elemento del sistema se representa por medio de un rectángulo (bloque con la función de transferencia) y la interacción de los bloques se representa por medio de flechas que indican el sentido de la información. Por medio de operaciones el diagrama de bloques se puede simplificar expresando la función de transferencia del sistema.
Otra forma de representar gráficamente el sistema de control es por medio del gráfico de flujo de señal que representa al sistema igual que el diagrama de bloque pero los elementos de representación son diferentes. Las señales de entrada y salida a cada elemento es un nodo (punto) y el elemento del sistema es la flecha (sobre ella está la función de transferencia) que indica el sentido de la información.
RESUMEN:
Los sistemas de control están formados por unos elementos componentes que relacionados entre si controlan un proceso físico ante una señal de entrada y regulando la señal de salida, tomando muestras de la señal de salida o reaccionando ante señales perturbadoras. El comportamiento del sistema de control se puede conocer analizando matemáticamente la función de transferencia que se puede representar gráficamente mediante el diagrama de bloques o gráfico de flujo de la señal.