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Variable controlada y señal de control o variablemanipulada. La variable controlada es la cantidad o condición que semide y controla. La señal de control o variable manipulada es la cantidad ocondición que el controlador modifca para aectar el valor de la variablecontrolada. Normalmente, la variable controlada es la salida del sistema.Controlar signifca medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicarla variable manipulada al sistema para corregir o limitar la desviación del valormedido respecto del valor deseado.En el estudio de la ingeniería de control, es necesario defnir trminosadicionales que se precisan para describir los sistemas de control.

Plantas. !na planta puede ser una parte de un equipo, tal ve" un con#untode los elementos de una m$quina que uncionan #untos, y cuyo ob#etivo eseectuar una operación particular. En este libro se llamar$ planta a cualquierob#eto ísico que se va a controlar %como un dispositivo mec$nico, un &orno de

caleacción, un reactor químico o una nave espacial'.

Procesos. El (iccionario )erriam*+ebster defne un proceso como unaoperación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por unaserie de cambios graduales que se suceden unos a otros de una ormarelativamente f#a y que conducen a un resultado o propósito determinados ouna operación artifcial o voluntaria que se &ace de orma progresiva y queconsta de una serie de acciones o movimientos controlados, sistem$ticamentedirigidos &acia un resultado o propósito determinado. En este libro se llamar$proceso a cualquier operación que se va a controlar. -lgunos e#emplos son losprocesos químicos, económicos y biológicos.

Sistemas. !n sistema es una combinación de componentes que actan #untos y reali"an un ob#etivo determinado. !n sistema no est$ necesariamentelimitado a los sistemas ísicos. El concepto de sistema se puede aplicar aenómenos abstractos y din$micos, como los que se encuentran en laeconomía. /or tanto, la palabra sistema debe interpretarse en un sentidoamplio que comprenda sistemas ísicos, biológicos, económicos y similares.

Perturbaciones. !na perturbación es una señal que tiende a aectarnegativamente el valor de la salida de un sistema. 0i la perturbación se genera

dentro del sistema se denomina interna, mientras que una perturbacióne1terna se genera uera del sistema y es una entrada.

Control realimentado. El control realimentado se refere a unaoperación que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la dierenciaentre la salida de un sistema y alguna entrada de reerencia, y lo reali"atomando en cuenta esta dierencia. -quí sólo se especifcan con este trmino

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las perturbaciones impredecibles, ya que las perturbaciones predecibles oconocidas siempre pueden compensarse dentro del sistema.

Sistemas de control en lazo cerrado. 

Los sistemas de controlrealimentados se denominan tambin sistemas de control en la"o cerrado. En

la pr$ctica, los trminos control realimentado y control en la"o cerrado se usanindistintamente. En un sistema de control en la"o cerrado, se alimenta alcontrolador la señal de error de actuación, que es la dierencia entre la señalde entrada y la señal de realimentación %que puede ser la propia señal desalida o una unción de la señal de salida y sus derivadas y2o integrales', con elfn de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor deseado. Eltrmino control en la"o cerrado siempre implica el uso de una acción de controlrealimentado para reducir el error del sistema.

Sistemas de control en lazo abierto. Los sistemas en los cuales la

salida no tiene eecto sobre la acción de control se denominan sistemas decontrol en la"o abierto. En otras palabras, en un sistema de control en la"oabierto no se mide la salida ni se realimenta para compararla con la entrada.!n e#emplo pr$ctico es una lavadora. El remo#o, el lavado y el centriugado enla lavadora operan con una base de tiempo. La m$quina no mide la señal desalida, que es la limpie"a de la ropa.En cualquier sistema de control en la"o abierto, la salida no se compara con laentrada dereerencia. -sí, a cada entrada de reerencia le corresponde una condición deoperación f#a como resultado de ello, la precisión del sistema depende de lacalibración. -nte la presencia de perturbaciones, un sistema de control en la"oabierto no reali"a la tarea deseada. En la pr$ctica, el control en la"o abiertosólo se usa si se conoce la relación entre la entrada y la salida y si no &ayperturbaciones internas ni e1ternas. Es evidente que estos sistemas no son decontrol realimentado.3bsrvese que cualquier sistema de control que opere con una base de tiempoest$ enla"o abierto. /or e#emplo, el control de tr$fco mediante señales operadas conuna base de tiempo es otro e#emplo de control en la"o abierto.

Sistemas de control en lazo cerrado en comparación consistemas en lazo abierto. !na venta#a del sistema de control en la"o

cerrado es que el uso de la realimentación vuelve la respuesta del sistemarelativamente insensible a las perturbaciones e1ternas y a las variacionesinternas en los par$metros del sistema. Es así posible usar componentesrelativamente poco precisos y baratos para obtener el control adecuado de unaplanta determinada, mientras que &acer eso es imposible en el caso de unsistema en la"o abierto.(esde el punto de vista de estabilidad, el sistema de control en la"o abierto esm$s $cil de desarrollar, porque la estabilidad del sistema no es un problema

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importante. /or otra parte, la estabilidad es un gran problema en el sistema decontrol en la"o cerrado, que puede conducir a corregir en e1ceso errores queproducen oscilaciones de amplitud constante o cambiante.(ebe señalarse que, para los sistemas en los que se conocen con anticipaciónlas entradas y en los cuales no &ay perturbaciones, es aconse#able emplear un

control en la"o abierto. Los sistemas de control en la"o cerrado sólo tienenventa#as cuando se presentan perturbaciones y2o variaciones impredecibles enlos componentes del sistema. 3bsrvese que la potencia nominal de salidadetermina en orma parcial el coste, peso y tamaño de un sistema de control.El nmero de componentes usados en un sistema de control en la"o cerrado esmayor que el que se emplea para un sistema de control equivalente en la"oabierto. /or tanto, el sistema de control en la"o cerrado suele tener costes ypotencias m$s grandes. /ara disminuir la potencia requerida de un sistema, seemplea un control en la"o abierto siempre que pueda aplicarse. /or lo general,una combinación adecuada de controles en la"o abierto y en la"o cerrado esmenos costosa y orecer$ un comportamiento satisactorio del sistema global.

La mayoría de los an$lisis y diseños de sistemas de control presentados eneste libro sonsistemas de control en la"o cerrado. En ciertas circunstancias %por e#emplo, sino &ay perturbaciones o la salida es diícil de medir' pueden ser deseables lossistemas de control en la"o abierto./or tanto, es conveniente resumir las venta#as y desventa#as de utili"arsistemas de control en la"o abierto.

Las venta#as undamentales de los sistemas de control en la"o abierto son lassiguientes45

6. Construcción simple y acilidad de mantenimiento.

7. )enos costosos que el correspondiente sistema en la"o cerrado.8. No &ay problemas de estabilidad.9. Convenientes cuando la salida es diícil de medir o cuando medir la salida

de manera precisa no es económicamente viable. %/or e#emplo, en elcaso de la lavadora, sería bastante costoso proporcionar un dispositivopara medir la calidad de la salida de la lavadora, es decir, la limpie"a dela ropa lavada.'

Las desventa#as undamentales de los sistemas de control en la"o abierto sonlas siguientes4

6. Las perturbaciones y los cambios en la calibración originan errores, y lasalida puede ser dierente de lo que se desea.7. /ara mantener la calidad requerida en la salida, es necesaria la recalibraciónde ve" encuando.

Sistemas de control realimentados. 

!n sistema que mantiene unarelación determinada entre la salida y la entrada de reerencia, compar$ndolas

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y usando la dierencia como medio de control, se denomina sistema de controlrealimentado. !n e#emplo sería el sistema de control de temperatura de una&abitación. )idiendo la temperatura real y compar$ndola con la temperaturade reerencia %temperatura deseada', el termostato activa o desactiva elequipo de caleacción o de enriamiento para asegurar que la temperatura de

la &abitación se mantiene en un nivel conortable independientemente de lascondiciones e1ternas.Los sistemas de control realimentados no se limitan a la ingeniería, sino quetambin se encuentran en diversos campos a#enos a ella. /or e#emplo, elcuerpo &umano es un sistema de control realimentado muy avan"ado. :anto latemperatura corporal como la presión sanguínea se conservan constantesmediante una realimentación fsiológica. (e &ec&o, la realimentación reali"auna unción vital4 &ace que el cuerpo &umano sea relativamente insensible alas perturbaciones e1ternas, permitiendo que uncione de orma adecuada enun entorno cambiante.