Fundamentos de Automatización y Control Robótico

Fundamentos de Sistemas de Control y Robótica

Este documento explora conceptos esenciales en el ámbito de los sistemas de control y la robótica, abordando definiciones clave, diferencias fundamentales y principios de funcionamiento.

¿Qué es un sistema de control?

Son todos los elementos que, interconectados entre sí, permiten automatizar una máquina o un proceso.

¿Qué es un robot?

Es una máquina automática, reprogramable y reactiva.

¿Qué diferencia hay entre un robot y una máquina automática en general?

La principal diferencia radica en que el funcionamiento del robot se puede modificar o reprogramar, mientras que el del automatismo no.

¿Qué es un diagrama de bloques?

Es un diagrama en el que cada uno de los dispositivos de control se representan mediante un bloque. En estos diagramas se representa la relación entre esos bloques y el flujo de señales.

Tipos de Sistemas de Control o Sistemas Automáticos

• Sistema de Lazo Abierto

  Son sistemas cuyo comportamiento no depende del estado de la salida. El sistema de control no recibe información del estado de salida para ajustar su operación.

• Sistema de Lazo Cerrado

  Su comportamiento depende del estado de la salida. Es decir, el sistema de control actúa atendiendo no solo a la señal de entrada, sino también teniendo en cuenta la salida en un proceso de realimentación de la información.

Componentes Clave en Sistemas de Control

¿Qué es un transductor? ¿Qué es un sensor?

• Transductor: Es un dispositivo capaz de convertir un determinado tipo de energía en otra diferente a la salida.
• Sensor: Proporcionan información del entorno al robot. Son los encargados de medir el estado interno del robot y los que recogen información sobre el entorno exterior en el que trabaja mediante interruptores mecánicos, radar, sonar y cámara de video.

¿Qué es la señal de error?

Informa sobre lo lejos o cerca que está el control del sistema respecto al valor deseado.

¿Qué es la señal de realimentación?

Informa al sistema de control sobre la situación real del sistema controlado, permitiendo ajustes.

¿Qué es un actuador?

Reciben órdenes desde el controlador para producir un movimiento o acción física. La transmisión mecánica modifica el movimiento a una forma conveniente para la tarea.

¿Qué es un controlador?

Dirige el trabajo de los actuadores. Recibe información de los sensores y envía órdenes eléctricas a los actuadores para lograr el objetivo del sistema.

Herramientas y Conceptos Adicionales

¿Qué es un diagrama de flujo o flujograma?

Es un diagrama en el que se representa el flujo de información que se da en la resolución de un problema. En los diagramas de flujo se emplean una serie de símbolos normalizados.

¿Cómo puede utilizarse un transistor en el control automático?

Haciendo pasar una pequeña corriente procedente de un sensor por la base de un transistor. De esta forma, entre el colector y el emisor circulará una corriente mucho mayor, que utilizaremos para controlar la activación de motores, diodos LED, etc.

Ejemplos y Clarificaciones

¿En qué se diferencia el comportamiento de un sistema de lazo abierto a uno de lazo cerrado?

En el sistema de lazo abierto no se tiene en cuenta el estado de la salida para la corrección, y en el de lazo cerrado sí.

¿Es un sistema automático la cisterna del inodoro?

Sí, porque se rellena solo (es un ejemplo clásico de sistema de lazo cerrado simple).

Definición de Automatismo

Automatismo: Dispositivo que puede actuar de manera autónoma, pero su funcionamiento no se puede modificar una vez programado o construido.