1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL

¿QUÉ ES UN SISTEMA DE CONTROL?

Los sistemas de control están formados por un conjunto de dispositivos de diversa naturaleza (mecánicos, eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos) cuya finalidad es controlar el funcionamiento de una máquina o de un proceso.

En todo sistema de control podemos considerar una señal de entrada que actúa sobre el mismo y una señal de salida proporcionada por el sistema, según el siguiente esquema:

Un sistema dinámico puede definirse conceptualmente como un ente que recibe unas acciones externas o variables de entrada, y cuya respuesta a estas acciones externas son las denominadas variables de salida. 

Las acciones externas al sistema se dividen en dos grupos, variables de control, que se pueden manipular, y perturbaciones sobre las que no es posible ningún tipo de control.

La  Figura ilustra de un modo conceptual el funcionamiento de un sistema.  

Dentro de los sistemas se encuentra el concepto de sistema de control. Un sistema de control es un tipo de sistema que se caracteriza por la presencia de una serie de elementos que permiten influir en el funcionamiento del sistema. La finalidad de un sistema de control es conseguir, mediante la manipulación de las variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores prefijados (consigna).

 Un sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su objetivo cumpliendo los siguientes requisitos:

1.  Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos.

2.  Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido. Normalmente este criterio consiste en que la acción de control sobre las variables de entrada sea realizable, evitando comportamientos bruscos e irreales.

3.  Ser fácilmente implementable y cómodo de operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.

Los elementos básicos que forman parte de un sistema de control y permiten su manipulación son los siguientes:

 -  Sensores. Permiten conocer los valores de las variables medidas del sistema.

-  Controlador. Utilizando los valores determinados por los sensores y la consigna impuesta, calcula la acción  que debe aplicarse para modificar las variables de control en base a cierta estrategia.

-  Actuador. Es el mecanismo que ejecuta la acción calculada por el controlador y que modifica las variables de control.

La figura ilustra el esquema de funcionamiento de un sistema de control  genérico.