Que Es Control Automatico

El Control AutomáticoEl Control Automático

Sistemas de controlIng. César López Aguilar

Qué es el Control Automático?Qué es el Control Automático?

El control automático se puede entender como

la ciencia de la retroalimentación.la ciencia de la retroalimentación.

La retroalimentaciónretroalimentación es el concepto que permite regular el comportamiento de variables del mundo real de acuerdo a un objetivo deseado


La retroalimentación consiste en usar información de la variable que deseamos controlar y compararla con lo deseado para generar un error y de acuerdo a este error, actuar sobre el sistema.

SistemaSalida a controlar

Salida deseada

sensor

Compa-ración

actuadorEntradaerror


Por ejemplo, si deseamos mantener el buen aspecto de las plantas de un jardín


Necesitamos:Definir la variable de interés (salida)

Candidatos: El color verde de las plantas La humedad del terreno La temperatura ambiente

La variable elegida debe ser medible


Necesitamos también:

Tener una variable (entrada) que afecte el comportamiento de la salida:

temperatura ambiente

agua de riego

fertilizante

La entrada debe ser manipulable


Necesitamos también:

Alguna manera de medir la salida elegida (sensor)

Alguna manera de manipular la entrada elegida (actuador)


Solución posible:Una buena solución también debe considerar otros factores como el costo y la sencillez:Salida: verdor y buen estado de las plantasEntrada: humedad y nutrientes del terrenoSensor: vista humanaActuador: dispositivos de riego y fertilizante activados por el humano.


La solución anterior se puede decir que no es un control automáticoautomático, pues emplea un ser humano dentro del esquema de retroalimentación.

Sin embargo, las ideas básicas son las mismas si se reemplaza al humano por un sensor electrónico p. ej. Una cámara de video computarizada y válvulas electroactuadas.

PC01

El Control Automático y la Teoría de SistemasEl Control Automático y la Teoría de Sistemas

¿Qué es un sistema?

Un sistema es cualquier objeto (real o conceptual) que consta de

• Componentes

• Estructura

• Entorno

DefinicionesDefiniciones

Planta: Objeto, proceso o máquina que se desea controlarSalida: Variable que indica el comportamiento que deseamos controlar (debe ser medible)Entrada: Variable manipulable que afecta el comportamiento de la planta y por lo tanto la salida

PlantaSalidaEntrada

Un sistema de una entrada y una salida se denomina SISO (single input, single output)

Si tiene varias entradas y varias salidas se denomina MIMO (multiple input, multiple output)


Sensor: Dispositivo empleado para medir las variables de interés de la planta (normalmente las salidas)

Actuador: Dispositivo que nos permite manipular las variables de entrada de la planta.

Controlador: Cualquier dispositivo que genera una acción de control sobre el actuador para lograr el comportamiento deseado

PlantaSalida

sensor

actuadorEntradaAcción de

control

Salida medida


Control en Lazo AbiertoControl en Lazo Abierto: :

No utiliza medición de la salida real de la planta. * Se emplea solo cuando se conoce perfectamente el modelo de la planta y no hay perturbaciones externas ni internas.

PlantaSalidaReferencia

controlador actuadorEntradaAcción

de control


Control en Lazo CerradoControl en Lazo Cerrado: :

Utiliza un lazo de retroalimentación basado en la medición de la salida real de la planta y su comparación con la referencia (salida deseada)


sensor


de control


Perturbaciones: Perturbaciones: Son variaciones indeseables que afectan el comportamiento de la planta y por lo tanto su salida.

Pueden ser: Conocidos, desconocidos, constantes, variables, internos, externos, acotados, no acotados, aleatorios, etc. Pero en general no son manipulables.


sensor


de control

PerturbacionesPerturbaciones

¿Cómo diseñar o elaborar un circuito de control automático de un proceso energético?

1. Conocer un proceso energético, ejemplo la generación de energía eléctrica mediante la energía eólica, la generación de energía eléctrica mediante la energía solar.

2. Definir el sistema de control, es decir considerar al proceso como una caja negra con una entrada y una salida.

SistemaSalida a controla

r

Entrada

La entrada será la energía Eólica o Potencia eólica y la salida la energía o potencia eléctrica

Un sistema es de control si la salida se controla de modo que pueda adoptar un valor o cambio en particular de alguna manera definida. Por ejemplo, en una estación eólica de generación de energía eléctrica de un solo generador, se requiere un aumento de la potencia eléctrica; esto se consigue desviando el álabe del rotor a la dirección perpendicular del viento. El valor de salida es la Potencia eléctrica que se mide en Kw, se puede definir un valor 750 Kw.Explicar para una central solar, Central Hidráulica, una estación eólica de varios generadores, una central térmica a través de un grupo electrógeno, una central térmica a través de calderos.

¿Porqué un sistema es de control?

1. El término sistema se emplea para describir un conjunto de componentes que interactúan, alrededor de los cuales se dibuja una frontera imaginaria, de tal manera que solo es de interés la entrada o entradas y la salida o salidas.

2. Un sistema puede ser una estación de generación o solo un motor.

3. Los sistemas de control tienden a ser similares, por ejemplo la respuesta de un sistema eléctrico formado por un capacitor y una resistencia y la aplicación súbita de un voltaje tiene la misma respuesta que un contenedor de líquido al cual se le aplica una entrada de calor.

4. Se puede particionar, es decir se puede dividir en varios subsistemas conectados en serie.

¿Características de un Sistema de control?

Sistema mecánico

Salida a controlar

EntradaSistema Mecánico eléctricoEntrada

Salida a controlar

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