Sistemas de Control: ¿Qué son? (Exemplos de Sistemas de Control en Bucle Aberto e en Bucle Pechado)

Qué é un Sistema de Control

Un sistema de control defínese como un sistema de dispositivos que xestiona, comanda, dirixe ou regula o comportamento doutros dispositivos ou sistemas para lograr un resultado desexado. Un sistema de control alcanza isto a través de bucles de control, que son un proceso deseñado para manter unha variable de proceso nun punto de conxunto desexado.

En outras palabras, a definición dun sistema de control pode simplificarse como un sistema que controla outros sistemas. A medida que a civilización humana se moderniza día a día, a demanda de automatización aumenta ao mesmo tempo. A automatización require control sobre sistemas de dispositivos interactivos.

Nos últimos anos, os sistemas de control xogaron un papel central no desenvolvemento e avance da tecnoloxía e civilización modernas. Practicamente todos os aspectos da nosa vida cotiána están afectados en maior ou menor grao por algún tipo de sistema de control.

Exemplos de sistemas de control na súa vida cotiána inclúen un aire acondicionado, un frigorífico, un aire acondicionado, un tanque de váter do baño, un ferro automático, e moitos procesos dentro dun coche – como o control de velocidade de crucero.

En entornos industriais, atopamos sistemas de control no control de calidade de produtos, sistemas de armas, sistemas de transporte, sistemas de enerxía, tecnoloxía espacial, robótica e moito máis.

Os principios da teoría de control son aplicables tanto a campos de enxeñaría como non enxeñería. Pode aprender máis sobre sistemas de control estudiando as nosas preguntas de opción múltiple (MCQs) de sistemas de control.

Características dun Sistema de Control

A principal características dun sistema de control é que debe existir unha relación matemática clara entre a entrada e a saída do sistema.

Cando a relación entre a entrada e a saída do sistema pode representarse por unha proporcionalidade linear, o sistema chámase sistema de control linear.

Novamente, cando a relación entre a entrada e a saída non pode representarse por unha única proporcionalidade linear, senón que a entrada e a saída están relacionadas por unha relación non linear, o sistema denomínase sistema de control non linear.

Requisitos dun Bo Sistema de Control

Precisión: A precisión é a tolerancia de medición do instrumento e define os límites dos erros cometidos cando o instrumento se usa en condicións normais de funcionamento.

A precisión pode mellorarse usando elementos de realimentación. Para aumentar a precisión de calquera sistema de control, debe estar presente un detector de erros no sistema de control.

Sensibilidade: Os parámetros dun sistema de control están sempre cambiando co cambio nas condicións circundantes, perturbacións internas ou calquera outro parámetro.

Este cambio pode expresarse en termos de sensibilidade. Calquera sistema de control debe ser insensible a tales parámetros, pero sensible só ás señales de entrada.

Ruído: Unha señal de entrada indeseada coñécese como ruído. Un bo sistema de control debe poder reducir o efecto do ruído para un rendemento mellor.

Estabilidade: É unha característica importante do sistema de control. Para unha señal de entrada acotada, a saída debe ser acotada, e se a entrada é cero, entón a saída tamén debe ser cero, tal sistema de control dícese que é un sistema estable.

Ancho de banda: O intervalo de frecuencia operativa decide o ancho de banda do sistema de control. O ancho de banda debe ser o máis grande posible para a resposta de frecuencia dun bo sistema de control.

Velocidade: É o tempo necesario para que o sistema de control alcance a súa saída estable. Un bo sistema de control posúe alta velocidade. O período transitorio para tal sistema é moi pequeno.

Oscilación: Un número pequeno de oscilacións ou oscilacións constantes da saída tende a indicar que o sistema é estable.

Tipos de Sistemas de Control

Existen varios tipos de sistemas de control, pero todos eles están creados para controlar salidas. Os sistemas utilizados para controlar a posición, velocidade, aceleración, temperatura, presión, voltaxe, corrente, etc., son exemplos de sistemas de control.

Tomemos como exemplo o simple controlador de temperatura dunha sala, para esclarecer o concepto. Supoñamos que hai un elemento de calefacción simple, que se aquece mentres o suministro eléctrico está conectado.

Mentres o interruptor de suministro de potencia do calefactor está on, a temperatura da sala aumenta, e despois de lograr a temperatura desexada da sala, o suministro de potencia está apagado.

De novo, debido á temperatura ambiente, a temperatura da sala cae, e entón manualmente o elemento de calefacción está encendido para lograr a temperatura desexada da sala de novo. De esta maneira, un pode controlar manualmente a temperatura da sala ao nivel desexado. Este é un exemplo dun sistema de control manual.

Este sistema pode mellorarse ainda máis utilizando unha disposición de conmutación de temporizador do suministro de potencia, onde o suministro ao elemento de calefacción está encendido e apagado en intervalos predeterminados para lograr o nivel desexado de temperatura da sala.

Hai outra forma mellorada de controlar a temperatura da sala. Aquí un