Sistemas de control - Introducción

Un sistema de control es un sistema que proporciona la respuesta deseada controlando la salida. La siguiente figura muestra el diagrama de bloques simple de un sistema de control.

Aquí, el sistema de control está representado por un solo bloque. Dado que la salida se controla variando la entrada, el sistema de control recibió este nombre. Variaremos esta entrada con algún mecanismo. En la siguiente sección sobre sistemas de control de bucle abierto y de bucle cerrado, estudiaremos en detalle sobre los bloques dentro del sistema de control y cómo variar esta entrada para obtener la respuesta deseada.

Examples - Sistema de control de semáforos, lavadora.

Traffic lights control systemes un ejemplo de sistema de control. Aquí, se aplica una secuencia de señal de entrada a este sistema de control y la salida es una de las tres luces que estarán encendidas durante algún tiempo. Durante este tiempo, las otras dos luces estarán apagadas. Con base en el estudio de tráfico en un cruce en particular, se pueden determinar los tiempos de encendido y apagado de las luces. En consecuencia, la señal de entrada controla la salida. Entonces, el sistema de control de semáforos opera en función del tiempo.

Clasificación de sistemas de control

Basándonos en algunos parámetros, podemos clasificar los sistemas de control de las siguientes formas.

Sistemas de control de tiempo continuo y tiempo discreto

• Los sistemas de control se pueden clasificar como sistemas de control de tiempo continuo y sistemas de control de tiempo discreto basados ​​en el type of the signal usado.

• En continuous timesistemas de control, todas las señales son continuas en el tiempo. Pero endiscrete time sistemas de control, existe una o más señales de tiempo discretas.

Sistemas de control SISO y MIMO

• Los sistemas de control se pueden clasificar como sistemas de control SISO y sistemas de control MIMO basados ​​en el number of inputs and outputs presente.

• SISOLos sistemas de control (entrada única y salida única) tienen una entrada y una salida. Mientras,MIMO Los sistemas de control (múltiples entradas y múltiples salidas) tienen más de una entrada y más de una salida.

Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado

Los sistemas de control se pueden clasificar como sistemas de control de bucle abierto y sistemas de control de bucle cerrado basados ​​en el feedback path.

En open loop control systems, la salida no se realimenta a la entrada. Entonces, la acción de control es independiente de la salida deseada.

La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del sistema de control de bucle abierto.

Aquí, se aplica una entrada a un controlador y produce una señal de actuación o señal de control. Esta señal se envía como entrada a una planta o proceso que se va a controlar. Entonces, la planta produce una salida que está controlada. El sistema de control de semáforos que discutimos anteriormente es un ejemplo de un sistema de control de bucle abierto.

En closed loop control systems, la salida se retroalimenta a la entrada. Entonces, la acción de control depende de la salida deseada.

La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del sistema de control de circuito cerrado de retroalimentación negativa.

El detector de errores produce una señal de error, que es la diferencia entre la entrada y la señal de retroalimentación. Esta señal de retroalimentación se obtiene del bloque (elementos de retroalimentación) considerando la salida del sistema general como una entrada a este bloque. En lugar de la entrada directa, la señal de error se aplica como entrada a un controlador.

Entonces, el controlador produce una señal de actuación que controla la planta. En esta combinación, la salida del sistema de control se ajusta automáticamente hasta que obtengamos la respuesta deseada. Por lo tanto, los sistemas de control de circuito cerrado también se denominan sistemas de control automático. El sistema de control de semáforos que tiene un sensor en la entrada es un ejemplo de un sistema de control de circuito cerrado.

Las diferencias entre los sistemas de control de bucle abierto y de bucle cerrado se mencionan en la siguiente tabla.

Sistemas de control de lazo abierto	Sistemas de control de circuito cerrado
La acción de control es independiente de la salida deseada.	La acción de control depende de la salida deseada.
La ruta de retroalimentación no está presente.	La ruta de retroalimentación está presente.
Estos también se denominan como non-feedback control systems.	Estos también se denominan como feedback control systems.
Fácil de diseñar.	Difícil de diseñar.
Estos son económicos.	Estos son más costosos.
Incorrecto.	Preciso.