Fundamentos de los Sistemas de Control: Lazo Abierto vs. Lazo Cerrado

Sistemas de Control: Conceptos Básicos

Sistema: Conjunto de elementos conectados o relacionados entre sí de modo tal que forman y/o actúan como una unidad.

Sistema de Control: Conjunto de elementos conectados o relacionados entre sí de modo tal que pueden comandar, dirigir o regularse a sí mismo o a otro sistema.

Sistema de Lazo Abierto: Es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida.

Sistema de Lazo Cerrado: Es aquel en el cual la acción de control es dependiente de la salida.

Sistemas de Control de Lazo Abierto

Ventajas

• Construcción simple
• Fácil mantenimiento
• Bajo costo
• Estables
• Convenientes cuando la salida es difícil de medir o económicamente no factible

Desventajas

• Poca precisión
• Sensibilidad a los cambios ambientales (temperatura, vibraciones, humedad, etc.)
• Respuesta lenta a los cambios de las señales de mando

Sistemas de Control de Lazo Cerrado

Sistemas que contienen uno o más circuitos de realimentación que les permiten comparar permanentemente la señal de referencia con la señal controlada, generando una señal de error que es procesada y aplicada al sistema controlado para obtener la respuesta deseada.

Elementos de un Sistema de Control de Lazo Cerrado

• Comando: Variable de entrada establecida por medios externos e independientes del sistema de control.
• Entrada de Referencia: Circuitos usados para acondicionar las señales de comando de modo de generar una señal de entrada directamente utilizada por el sistema.
• Nodo Sumador: Punto o nudo de un sistema de control realimentado en el cual se obtiene la suma algebraica de 2 o más señales.
• Elementos de Control: Subsistemas que reciben la señal de error y realizan la acción de control.
• Variable Directamente Controlada: Señal cuyo valor se mide para originar la señal de realimentación.
• Variable Indirectamente Controlada: Señal relacionada e influenciada por la variable directamente controlada pero que no es directamente medida por el sistema de control.
• Variable Manipulada: Es aquella que se obtiene de los elementos de control y es aplicada a la planta o proceso.
• Sistema Controlado o Planta: Proceso o máquina del cual una condición o una variable particular va a ser controlada.
• Perturbación: Señal de entrada no deseada y que afecta al valor de la variable controlada.
• Señal de Error: Es la suma algebraica de la señal de referencia y la señal de realimentación.
• Elementos de Realimentación: Son los componentes requeridos para establecer una relación funcional entre la señal de realimentación y la variable controlada.

Sistemas de Control de Lazo Cerrado

Ventajas

• Precisión
• Respuesta poco sensible a las perturbaciones y a las variaciones internas de sus parámetros.

Desventajas

• Inestabilidad