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.  

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Sistemas de Control para Ingeniería, 3ra Edición – Norman S. Nise

Este libro introduce a estudiantes a la teoría y practica de ingeniería de sistemas de control. el texto destaca la aplicación practica de la materia al análisis y diseño de sistemas realimentados.

Esta tercera edición ofrece una clara y completa introducción a la teoría y práctica de la ingeniería de control, una manera esencial y con amplia variedad y aplicaciones en la ingeniería eléctrica, electrónica, mecánica y química. El texto destaca la aplicación practica a los análisis y diseño de sistemas de retroalimentación. Las características clave de esta edición son: una organización estandarizada de los capítulos, explicaciones cualitativas y cuantitativas, abundantes ejemplos y ejercicios de evaluación, estudios de casos reales en todo el texto, ilustraciones claras y numerosos problemas al final de cada capitulo. Se señala con un icono todos los ejemplos y problemas de diseño . MATLAB se utiliza a lo largo del texto para la solución de problemas y los estudios de casos.


Descargar libro aqui: http://www.fileserve.com/file/xw8V2Kv

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Sistemas de Control Automático, 7ma Edición – Benjamin C. Kuo

Una gran cantidad de pensamiento, re-alimentación y esfuerzo se han invertido en la elaboración y preparación de la séptima edición. Este formato que comenzó en la sexta edición es ahora casi un estándar entre los textos introductorios sobre sistemas de control. Parece ser que mejora la lectura y la presentación gráfica de temas complejos.

Este libro ha sido actualizado para reflejar el empleo de la computadora cada vez mayor en el aprendizaje y el diseño. La séptima edición de Sistemas de Control Automático presenta un nuevo enfoque accesible con el fin de que los estudiantes que llevan cursos introductorios de sistemas de control puedan conservar la profundidad y el rigor del clásico “best-seller” de Benjamin Kuo.

Esta nueva edición integra varias aplicaciones del mundo real a través del texto, el cual abarca el análisis y diseño. El texto incluye también abundantes ejemplos ilustrativos y problemas, para resaltar los puntos importantes y las observaciones.

Contenido:
1. Introducción
2. Fundamentos Matemáticos
3. Funciones de transferencia, diagramas de bloques y gráficas de flujo de señales
4. Modelado matemático de sistemas físicos
5. Análisis de variable de estado
6. Estabilidad de sistemas de control lineales
7. Análisis de sistemas de control en el dominio del tiempo
8. La técnica del lugar geométrico de las raíces
9. Análisis en el dominio de la frecuencia
10. Diseño de sistemas de control
11. Diseño de sistemas de control en tiempo discreto
Apéndice A. Trazas en el dominio de las frecuencias
Apéndice B. Tabla de transformadas de Laplace
Apéndice C. Tabla de transformadas Z
Respuestas y sugerencias a problemas selectos

Descargar libro aqui: http://www.mediafire.com/?p0nwya9o4uxwet4

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Libro Ingeniería de Control Moderna, Katsuhiko Ogata

Este libro presenta un tratamiento completo del análisis y diseño de sistemas de control. Escrito para un nivel avanzado de ingeniería (mecánica, eléctrica, aerospacial y química) está dirigido a estudiantes que realicen el primer curso de sistemas de control y tengan unos conocimientos básicos sobre ecuaciones diferenciales, cálculo matricial, análisis de circuitos y mecánica.

Contenidos:

1. Introducción a los sistemas de control.
2. La transformada de Laplace.
3. Modelo matemático de sistemas dinámicos.
4. Modelo matemático de sistemas fluídicos y térmicos. Capítulo 5. Análisis de la respuesta transitoria y en estado estacionario.
5. Análisis del lugar de las raíces.
6. Diseño de sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces.
7. Análisis de la respuesta en frecuencia.
8. Diseño de sistemas de control mediante la respuesta en frecuencia.
9. Controladores PID y sistemas de control con dos-grados de libertad.
10. Análisis de sistemas de control en el espacio de estados.
11. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados

DESCARGAR  LIBRO AQUI: http://www.mediafire.com/?95sexciz33e07s1

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Cuadricoptero (RECOMENDADO)

El propósito principal de esta documentación es de poder realizar por completo la construcción de un vehículo volador  no tripulado UAV “siglas en ingles” de tamaño a escala llamado Cuadricóptero por sus 4 rotores o motores que lo propulsan al vuelo, teniendo así completa estabilidad del vehículo, con el propósito de implementar lo último en tecnología electrónica y control digital. 

Los Quadricopteros junto a los robots realizados a base de Lego Mindstorm NXT son sin duda los dos tipos de robots que más aficionados concentran a la hora de construirlos.

Robots hacen la musica de james bond:

Así como lo ven en el siguiente vídeo, unos cuadracoptero, no se si programados o que pero hacen la música de la película del agente 007. 

 

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ZBoard: El Monopatín Eléctrico

El Zboard, diseñado en Hermosa Beach, California, por una empresa llamada Intuituve Motion Inc., es un ejemplo de que, sin invertir millones de euros se puede poner en el mercado un producto divertido, innovador y que seguramente será un éxito entre los adolescentes que gustan del aire libre. Se trata de un monopatín eléctrico, que a la maniobrabilidad que poseen naturalmente este tipo de tablas le añade un control de velocidad que funciona de forma similar a la de un Segway. Equipado con grandes ruedas, aptas para diferentes tipos de terreno, tiene toda la pinta de ser algo muy divertido de usar. 

A veces, las ideas simples son las más efectivas. Posiblemente alguna vez hayas fantaseados con construir un monopatín a motor, pero por algún motivo nunca pusiste manos a la obra para convertirlo en realidad.  Si ese es tu caso, vas a amar elZboard, un monopatín eléctrico diseñado en Hermosa Beach, California, por una pequeña empresa llamada Intuituve Motion Inc. Esta tabla posee un motor eléctricode 400 vatios, alimentado por una batería que se encuentra -junto con toda la electrónica de control- en un compartimiento metálico de apariencia bastante robusta fijado en la parte inferior de la tabla.

ZBoard, un divertido monopatín eléctrico 

Según sus creadores, el invento puede desplazarse a una velocidad máxima cercana a los 30 kilómetros por hora. El usuario acelera y frena sin necesidad de utilizar ningún cable o palanca de comando, ya que el Zboard posee un “sensor de peso” que -más o menos como lo hace el Segway- determina que es lo que quiere hacer el pasajero a partir de la forma en que distribuye su peso sobre la tabla. Esto significa que no necesitas apoyar tus pies sobre el suelo para frenar. Y, además, el sistema de control es lo suficientemente inteligente como para aprovechar la energía que se produce durante el frenado para recargar las baterías. 

El usuario acelera y frena "a lo Segway"

La gente de Intuituve Motion ha puesto a la venta dos modelos, llamados Zboard Classic y Zboard Pro. El modelo Classic es un poco más lento (24 km/h de máxima), tiene un peso de 16 kilogramos y  una autonomía de 8 kilómetros. El modelo Pro llega casi a los 30 kilómetros por hora, te permite disfrutar de unos 16 kilómetros de viaje y pesa un par de kilogramos menos, gracias a sus más livianas y efectivas bateríasLiFePo4. Intuituve Motion vende el  Zboard Clásico por 599 dólares y el Zboard Pro por 849 dólares, y aclara que si bien pueden usarse sobre pavimento mojado, no debe utilizarse bajo la lluvia o para atravesar charcos.

Sitio oficial del  ZBoard

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Prisión virtual para Inteligencias Artificiales

Seguramente has visto alguna película de ciencia ficción en la que al superordenador o lainteligencia artificial de turno se le zafa una tuerca, enloquece, e intenta acabar con la humanidad. A pesar de lo remañido de este argumento, lo cierto es que una situación semejante podría ocurrir algún día y -estamos seguros- no seria nada agradable. Es por eso que científicos de la Universidad de Louisville han propuesto la creación de una prisión virtual para inteligencias artificiales que nos mantenga a salvo en el futuro

¿Cuantas veces hemos leído una historia en la que un superordenador o un ejército de robots inteligentes amenazan la existencia de la humanidad? Los escritores de Ciencia Ficción aman ese tipo de argumentos, y los avances que vamos viendo en materia deInteligencia Artificial (IA), robótica y armas automáticas no hacen más que reforzar la idea de que un futuro semejante es posible. Ante este escenario, los científicos de laUniversidad de Louisville ,en Kentucky (EE.UU.), dirigidos por Roman Yampolskiyestán trabajando en unas especie de prisión virtual para mantener  las inteligencias artificiales lejos del mundo real. La idea, en el fondo, es muy simple: se trata de contener la inteligencia artificial, aislándola antes de que crezca peligrosamente, tome  conciencia de si misma y se convierta en una versión real de Skynet.  Yampolskiy cree que para conseguir un sistema de contención exitoso se necesita una planificación muy cuidadosa, que evite a la IA amenazar, sobornar o seducir de alguna manera a quienes están a cargo de la seguridad, o simplemente abrirse camino hacia la libertad mediante la fuerza fruta. 

Proponen la creación de una prisión virtual para inteligencias artificiales

“Una IA lo suficientemente avanzada puede descubrir nuevas vías de ataque, poner en marcha sofisticados ataques de ingeniería social y reutilizar los componentes de hardware que tiene bajo su control de formas no previstas por sus creadores”, dice Yampolskiy. "Este tipo de software no se limitará a infectar ordenadores y redes, sino que puede influir sobre la psique humana, sobornar, chantajear e intentar lavar el cerebro de las personas que se encuentran en contacto con ella." Un aspecto interesante de este trabajo es que, como efecto colateral, proporcionará mejores y más eficientes sistemas de ciberseguridad y criptografía. La propuesta del equipo de Louisville ha sido publicada en la edición de marzo del Journal of Consciousness Studies, y explica que una de las soluciones de partida consistiría en atrapar la IA dentro de una especie de "máquina virtual" que se ejecute dentro el acceso de la IA a los recursos de software y hardware que posea el ordenador anfitrión. Aislar la IA impidiendo su acceso a Internet impediría que programas escritos por ella consigan controlar otros ordenadores, sumándolos a “la causa”. Y si todo esto falla, los investigadores siempre pueden reducir la velocidad de la IA, haciendo que sus “pensamientos” discurran a una velocidad los suficientemente baja como para que los responsables humanos puedan presionar el botón "reset" o -más drástico aún- cortar el suministro eléctrico del ordenador en que reside. 

Robots inteligentes: ¿amigos o enemigos?

Dado que aún no hemos desarrollado una IA poderosa, no tenemos forma de probar estos conceptos. Pero, a su vez, tampoco es muy inteligente crear una IA sin tener un sistema de seguridad funcionando. Una posible solución a este dilema es probar los esquemas de seguridad atacándolos con hackers o especialistas en seguridad informática. Yampolskiy cree que una IA podría utilizar  trucos psicológicos como la amistad o el chantaje cuando interactúa con humanos, ofreciendo “premios” como la salud perfecta, la inmortalidad, o tal vez incluso volver a la vida familiares o amigos muertos. Por supuesto, también podría amenazar con hacer cosas terribles al ser humano que tiene enfrente, o a la humanidad toda. Pero a pesar de todas las ideas expuestas por estos expertos, algunos colegas creen que será imposible mantener una IA inteligente encerrada para siempre. Incluso una IA “tan poco inteligente como un humano” podría terminar burlando muchos de los esquemas de protección propuestos si se le permite intentarlo durante un tiempo lo suficientemente largo. Obviamente, esto no significa que debemos dejar de trabajar en el campo de la IA o en los esquemas de protección, sino que necesitamos hacerlo con todo el cuidado posible. ¿Que te parece?

Visto en  Live Science

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