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Curso de Control: 1. Introducción

Lo prometido es deuda, empezamos con este curso de introducción al control. Antes que nada tengo que pedir perdón por adelantado a los que queráis cursarlo, va a estar en un estado muy alfa, aunque intentaré explicarme lo mejor que pueda. Al lío:

¿Qué es la Ingeniería de Control?

La rama de la ingeniería que estudia como hacer que los sistemas se comporten de una forma predeterminada. Cuando hablamos de sistema me gusta especialmente la definición de Wikipedia, por lo genérico de la misma:

Un sistema es un objeto complejo cuyos componentes se relacionan con al menos algún otro componente; puede ser material o conceptual.

Es decir que podemos aplicar la ingeniería de control sobre cualquier conjunto de elementos relacionados. Por otra parte, para aclarar otro concepto, se llama Ingeniería de Sistemas a la comprensión mediante herramientas matemáticas de estos sistemas.

Podemos encontrar aplicaciones de Control en sistemas de tan diversos tipos como:

  • Eléctricos
  • Mecánicos
  • Biológicos
  • Químicos
  • Económicos
  • Informáticos

De ahí la versatilidad del uso del control, que comenzó con el auge de la electrónica pero una vez llegado a su madurez con los sistemas de control digitales se independizó de esa rama e incluso de su aplicación en industria.

Representación

Para representar los sistemas de una forma gráfica utilizaremos los diagramas de bloques, como vemos a continuación, el convenio más extendido es el de llamar a las entradas de un sistema a controlar ‘u’ y a las salidas ‘y’, con un numero identificador.

sistema de 3 entradas y 2 salidasComo podemos observar en este sistema tenemos acceso a 3 entradas para modificar su comportamiento y 2 salidas que podemos medir.

Pero en este curso no vamos a irnos a sistemas tan complejos, sólo vamos a trabajar con sistemas SISO, una entrada y una salida. Algo como esto:

sistema SISO

Los sistemas dinámicos

Los sistemas que vamos a estudiar se llaman sistemas dinámicos puesto que sus salidas dependen de entradas y/o salidas anteriores. Como en el siguiente ejemplo, se trata de un histórico de las temperaturas medias durante el último mes en València. La predicción del tiempo implica un sistema extremadamente complejo que estudia la ingeniería de sistemas en combinación con otras áreas como al meteorología y la física.

Evolución de la temperatura media con respecto al tiempo.

Temperatura media en València.

Este es un ejemplo práctico del tipo de gráfica a los que nos vamos a tener que acostumbrar en este curso, la evolución de una señal en el tiempo.

Una vez introducidos los conceptos principales podemos pasar a algo con más chicha, distintas estrategias en Ingeniería de Sistemas ¿Como lleváis el álgebra?

Espero vuestros comentarios y dudas para mejorar el curso.

9 respuestas a “Curso de Control: 1. Introducción”

  1. Pablo dice:

    Un apunte, el control no empezó ni de lejos con la electrónica, los primeros sistemas (procesos) que se controlaron fueron químicos, por su estabilidad, antes de que la electrónica empezara. Incluso más tarde, los sistemas de control que existían eran puramente mecánicos, véase regulador de Watt.

  2. Ester dice:

    Guai el primer tema 🙂
    Una pregunta: en el ejemplo de la temperatura, la entrada es la medida de la temperatura y la salida es el gráfico?
    O la salida será la predicción?

  3. Litox dice:

    Bueno, es de aclarar que me refiero a la teoría de control moderna, el control de una forma no metodológica se ha ejercido desde que Prometeo dio el fuego a los hombres o Adán mordió la manzana (según creencias :-), si te refieres a procesos, que es un sistema particularizado para el mundo industrial, sí empezó en esa época, con las primeras máquinas de vapor.
    Pero tanto el regulador de Watt, como las válvulas de presión de nuestras ollas exprés se diseñan sin una teoría de control detrás, únicamente la habilidad y la intuición del ingeniero que las diseña.

  4. Litox dice:

    No me quería meter demasiado para dejar esas explicaciones para el tema siguiente, pero en ese caso no hay una entrada y una salida como hemos visto,igual es un poco confuso.
    En el caso de la gráfica se está representando la salida de un sistema complejo, el medio ambiente, nosotros tomamos datos y medimos su salida, pero no podemos influir en él directamente por eso el sistema no es controlable.
    Pero sin embargo es posible predecirlo, podemos usar como entradas las temperaturas de alrededor, la dirección del viento, etc. y calcular que posibles valores tendrá en el futuro.
    Esas distintas estrategias serán las que veremos en el próximo capítulo.

  5. Es clave distinguir entre la historia de la disciplina (http://en.wikipedia.org/wiki/Control_engineering#History) y todo lo que, tras esta, podemos en retrospectiva llamar sistema de control.

  6. Ansioso me pillas!

    Además hace justo un año que andaba yo acabando un tochazo sobre ingeniería de sistemas, así que a reintegrarse con la “visión sistémica” 😀

  7. Juan dice:

    Muy bueno. Leído y (creo) entendido. Uno más que se apunta al curso 😀

  8. […] como dijo Claude Bernard, “Los sistemas no existen en la naturaleza, solo existen en la mente y en el espíritu del que los crea”. Y […]

  9. […] otro día Pablo hablaba en el curso sobre procesos, hay tres palabras que se suelen utilizar en control como sinónimos, estas son sistema, proceso y […]

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