Sistemas de control en lazo abierto y lazo cerrado: características y ventajas

Sistemas de Control: Lazo Abierto vs. Lazo Cerrado

Los sistemas de control se dividen principalmente en dos categorías: lazo abierto y lazo cerrado. A continuación, se detallan las características, ventajas y desventajas de cada uno.

Sistemas de Control en Lazo Abierto

En los sistemas de control en lazo abierto, la salida no tiene efecto sobre la acción de control. Esto significa que no hay realimentación desde la salida hacia el controlador.

Características:

• La salida no se compara con la entrada de referencia.
• A cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fija.
• Ante la presencia de perturbaciones, no realiza la tarea deseada.
• La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador.
• Cualquier sistema de control que opere con una base de tiempo está en lazo abierto.

Sistemas de Control en Lazo Cerrado

En los sistemas de control en lazo cerrado, la señal de error de actuación (la diferencia entre la señal de entrada y la señal de realimentación) se alimenta al controlador. El objetivo es reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor deseado.

Ventajas y Desventajas Comparativas

Ventajas del Lazo Abierto:

1. Construcción simple y facilidad de mantenimiento.
2. Menos costosos que los sistemas en lazo cerrado.
3. No hay problemas de estabilidad.

Desventajas del Lazo Abierto:

• Las perturbaciones y los cambios en la calibración originan errores.
• Es necesaria la recalibración periódica.

Ventajas del Lazo Cerrado:

• Generalmente incrementan la precisión.
• Son relativamente insensibles a las perturbaciones externas y a las variaciones internas de los parámetros del sistema.

Desventajas del Lazo Cerrado:

• Si un sistema de lazo cerrado no está bien diseñado, puede tender hacia la inestabilidad.

Funciones de un Lazo de Control

Un lazo de control típico incluye las siguientes funciones:

• Medida y transmisión: Captura y envío de la información relevante.
• Decisión: Proceso de evaluación y ajuste basado en la información recibida.
• Manipulación: Implementación de las acciones correctivas necesarias.

Etapas en la Realización de un Sistema de Control

1. Análisis del sistema a controlar:

   • ¿Qué se quiere regular? (Variables de referencia)
   • ¿Qué hay que medir? (Variables de salida)
   • ¿Qué se puede manipular? (Variables de control)
   • ¿Perturbaciones?
   • ¿Situaciones peligrosas?
   • ¿Procedimientos de arranque y parada?
2. Establecer la estructura de regulación.
3. Seleccionar, diseñar y sintonizar los reguladores seleccionados.
4. Evaluar el diseño del sistema de control, utilizando técnicas de simulación dinámica.
5. Realización práctica y puesta a punto del sistema de control diseñado.