Sistemas de Regulación: Lazo Abierto y Lazo Cerrado

Sistemas de Regulación

Un sistema de regulación es un conjunto de elementos que permiten mantener una variable dentro de unos valores predeterminados de forma automática. Se pueden controlar diferentes magnitudes físicas como: temperatura, velocidad, presión, caudal, intensidad luminosa, etc.

Elementos de un Sistema de Regulación

Diferentes elementos, como actuadores, comparadores, y transductores, permiten regular un sistema. Cada elemento se representa mediante un bloque funcional y, en su conjunto, mediante un diagrama de bloques (los diagramas de bloques también se emplean para representar de forma esquemática un sistema de control).

Tipos de Sistemas de Regulación

• A lazo abierto: La acción de control es independiente de la señal de salida.
• A lazo cerrado: La señal de salida afecta a la acción de control. Son sistemas con realimentación de señal.

Componentes de un Sistema de Lazo Cerrado

• Elemento de control o controlador: Decide qué se va a hacer en función del tipo de acción de control para el que se diseñe (control proporcional (P), derivativo (D), integral (I) o combinación de dos de los anteriores (PI, PD, ID) o de los tres (PID)).
• Elemento de corrección: Responde o reacciona ante la señal de control para corregir el error o desviación producida.
• Proceso: Es el sistema que se va a controlar.
• Comparador: Compara una señal de referencia con la señal que llega de la salida y envía la señal de error correspondiente al controlador.
• Captador: Es un transductor que se encuentra en la realimentación.
• Flechas: Representan señales intermedias del sistema, conocidas como variables de estado.

A tener en cuenta, son las perturbaciones, señales no deseadas que afectan al funcionamiento del sistema. Suelen ser, en muchos casos, las responsables de la desviación de la respuesta del sistema.

El sistema de lazo cerrado es más exacto y menos sensible a perturbaciones, pero tiene el inconveniente de ser más complejo y más caro.

Ejemplos de Sistemas de Regulación

Lazo Abierto:

• Sistema de calefacción sin regulador de temperatura.
• Electrodomésticos automáticos.

Lazo Cerrado:

• Control de temperatura mediante termostato.
• Mecanismo de llenado de una cisterna.
• Sistema de control de nivel de líquidos y sólidos.

Función de Transferencia

La función de transferencia permite saber:

• Comportamiento del sistema: Cómo va a comportarse un sistema en cada situación (según la entrada que se produzca, sabemos cuál es su respuesta).
• Estabilidad del sistema: Si la respuesta del sistema se va a mantener siempre dentro de unos límites, o si en algún momento va a responder de forma no acotada (sistema inestable).
• Valores para la estabilidad: Qué valores se pueden aplicar a determinados parámetros del sistema para que este sea estable. Se analiza la ecuación característica del sistema.