miércoles, 19 de agosto de 2009
La ingeniería en los sistemas de control
Los problemas considerados en la ingenieria de los sistemas de control, basicamente se tratan mediante dos pasos fundamentales:
1.-El analisis
2.-El diseño
El del Analisis se investigan las caracteristicas de un sistema existente, mientras que en el diseño se escogen y se arreglan los componentes de los sistemas de control para la posterior ejecucion de una tarea en particular.
La representacion de los problemas en los sistemas de control, se llevan a cabo mediante tres tecnicas basicas o modelos:
1.-ecuaciones diferenciales y otras relaciones matematicas
2.-Diagramas en bloque
3.-Grafica en flujo de analisis
Los diagramas y las graficas de flujo son representaciones que pretenden el aportamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si esta caracterizado de manera esquematica o mediante ecuaciones matematicas.
Las ecuaciones diferenciales se emplean cuando se requieren ecuaciones detalladas del sistema. Cada sistema de controlse puede representar teoricamente por sus ecuaciones matematicas
Tipos de modelos
1.-Modelos Naturales y artificiales
Los sistemas naturales nacen una respuesta fe fenómenos físicos, químicos y biológicos creados por la naturaleza.
Los sistemas artificiales son aquellos que fueron logrados por la intervención directa de la raza humano. Este participo de manera activa en su diseño, manejo, control y ejecución.
La diferencia radica en que uno procede directamente de la naturaleza y el otro es compuesto por obra humana.
2.-Modelos analogicos y digitales
Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales. También un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.
un sistema es analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica.
Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.
3.-Modelos hibridos
Desarrollan operaciones mentales tanto en niveles simbólicos como sub-simbólicos.
4.-Modelos Matematicos
Emplean algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad.
1.-El analisis
2.-El diseño
El del Analisis se investigan las caracteristicas de un sistema existente, mientras que en el diseño se escogen y se arreglan los componentes de los sistemas de control para la posterior ejecucion de una tarea en particular.
La representacion de los problemas en los sistemas de control, se llevan a cabo mediante tres tecnicas basicas o modelos:
1.-ecuaciones diferenciales y otras relaciones matematicas
2.-Diagramas en bloque
3.-Grafica en flujo de analisis
Los diagramas y las graficas de flujo son representaciones que pretenden el aportamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si esta caracterizado de manera esquematica o mediante ecuaciones matematicas.
Las ecuaciones diferenciales se emplean cuando se requieren ecuaciones detalladas del sistema. Cada sistema de controlse puede representar teoricamente por sus ecuaciones matematicas
Tipos de modelos
1.-Modelos Naturales y artificiales
Los sistemas naturales nacen una respuesta fe fenómenos físicos, químicos y biológicos creados por la naturaleza.
Los sistemas artificiales son aquellos que fueron logrados por la intervención directa de la raza humano. Este participo de manera activa en su diseño, manejo, control y ejecución.
La diferencia radica en que uno procede directamente de la naturaleza y el otro es compuesto por obra humana.
2.-Modelos analogicos y digitales
Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales. También un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.
un sistema es analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica.
Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.
3.-Modelos hibridos
Desarrollan operaciones mentales tanto en niveles simbólicos como sub-simbólicos.
4.-Modelos Matematicos
Emplean algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad.
Subdivisiones de los sistemas de control
-Sstema de control de lazo abierto:
Es aquel sistema en el que la accion de controlesta muy relacionada con la entrada, pero su efecto es muy independiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por tener la capacidadpara poder estableceruna relacion entre la entreada y la salida con el fin de lograr la exactitud deseada. Y no cuentan con el problema de la inestabilidad.
-Sistema de control de lazo cerrado:
En los que la accion de control esta en cierto modo muy dependiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentacion.
Tipos de sistemas de control:
Los sistemas de control estan agrupados en tres grupos basicos.
1.- Hechos por el hombre.
Ejemplo: Sistemas electronicos
2.- Naturales, incluyendo sistemas biologicos
Ejemplo: La anatomia humana
3.- Cuyos componentes estan, unos hechos por el hombre y otros son naturales
Ejemplo: Maquina de escribir
Caracteristicas de un sistema de control
1.- Entrada: Estimulo externo que se aplica a un sistema con el proposito de producir una respuesta especifica.
2.- Salida:Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la entrada.
3.- variable: Elemento que se desea controlar.
4.- Mecanismos sensores: Receptores que miden los cambios que se producen en la variable.
5.- Medios motores: Partes que influyen en la accion de producir un cambio de orden correctivo.
6.- Fuente de energia: Energia necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.
7.- Retroalimentacion
Es aquel sistema en el que la accion de controlesta muy relacionada con la entrada, pero su efecto es muy independiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por tener la capacidadpara poder estableceruna relacion entre la entreada y la salida con el fin de lograr la exactitud deseada. Y no cuentan con el problema de la inestabilidad.
-Sistema de control de lazo cerrado:
En los que la accion de control esta en cierto modo muy dependiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentacion.
Tipos de sistemas de control:
Los sistemas de control estan agrupados en tres grupos basicos.
1.- Hechos por el hombre.
Ejemplo: Sistemas electronicos
2.- Naturales, incluyendo sistemas biologicos
Ejemplo: La anatomia humana
3.- Cuyos componentes estan, unos hechos por el hombre y otros son naturales
Ejemplo: Maquina de escribir
Caracteristicas de un sistema de control
1.- Entrada: Estimulo externo que se aplica a un sistema con el proposito de producir una respuesta especifica.
2.- Salida:Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la entrada.
3.- variable: Elemento que se desea controlar.
4.- Mecanismos sensores: Receptores que miden los cambios que se producen en la variable.
5.- Medios motores: Partes que influyen en la accion de producir un cambio de orden correctivo.
6.- Fuente de energia: Energia necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.
7.- Retroalimentacion
Sistemas
-Conjunto de elementos interrelacionados e interactuantes entre si. El concepto tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente a los sistemas de conceptos y a los objetos reales mas o menos complejos y dotados de organizacion.
-Conjunto de entidades caracterizadas por ciertos atributos que tienen relaciones entre si y estan localizadas en un cierto ambiente deacuerdo a un objetivo.
-B. Blanchard lo define como una combinacion de medios (personas, materiales, equipos, software, instalaciones o datos) integrados de forma tal que puedan desarrollar una determinada funcion en respuesta a una necesidad concreta.
Tipos de sistemas
-Sistemas físicos o concretos: compuestos por equipos, maquinaria, objetos y cosas reales. El hardware. Ejemplo: laptop
-Sistemas abstractos: compuestos por conceptos, planes, hipótesis e ideas. Muchas veces solo existen en el pensamiento de las personas. Es el software.
En cuanto a su naturaleza, pueden cerrados o abiertos:
-Sistemas cerrados: no presentan intercambio con el medio ambiente que los rodea, son herméticos a cualquier influencia ambiental. No reciben ningún recursos externo y nada producen que sea enviado hacia fuera. En rigor, no existen sistemas cerrados. Se da el nombre de sistema cerrado a aquellos sistemas cuyo comportamiento es determinístico y programado y que opera con muy pequeño intercambio de energía y materia con el ambiente. Se aplica el término a los sistemas completamente estructurados, donde los elementos y relaciones se combinan de una manera peculiar y rígida produciendo una salida invariable, como las máquinas.
-Sistemas abiertos: presentan intercambio con el ambiente, a través de entradas y salidas. Intercambian energía y materia con el ambiente. Son adaptativos para sobrevivir. Su estructura es óptima cuando el conjunto de elementos del sistema se organiza, aproximándose a una operación adaptativa. La adaptabilidad es un continuo proceso de aprendizaje y de auto-organización.
Los sistemas abiertos no pueden vivir aislados. Los sistemas cerrados, cumplen con el segundo principio de la termodinámica que dice que "una cierta cantidad llamada entropía, tiende a aumentar al máximo".
La cibernetica es una teoria de la conunicacion y del control a travez de la retroalimentacion del funcionamiento de los simstemas, esto tanto en las maquinas como en los sistemas naturales, especialmente los sistemas biologicos como organismos, celulas o ecosistemas.
El termino procede del griego "kubernites" que se refiere al timonel, el cual gobierna la embarcacion.
Sistemas de control
Los sistemas de control según la Teoría Cibernética se aplican en esencia para los organismos vivos, las máquinas y las organizaciones. Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de Controladores de Automatización Programables (PAC).
Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:
1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.
-Conjunto de entidades caracterizadas por ciertos atributos que tienen relaciones entre si y estan localizadas en un cierto ambiente deacuerdo a un objetivo.
-B. Blanchard lo define como una combinacion de medios (personas, materiales, equipos, software, instalaciones o datos) integrados de forma tal que puedan desarrollar una determinada funcion en respuesta a una necesidad concreta.
Tipos de sistemas
-Sistemas físicos o concretos: compuestos por equipos, maquinaria, objetos y cosas reales. El hardware. Ejemplo: laptop
-Sistemas abstractos: compuestos por conceptos, planes, hipótesis e ideas. Muchas veces solo existen en el pensamiento de las personas. Es el software.
En cuanto a su naturaleza, pueden cerrados o abiertos:
-Sistemas cerrados: no presentan intercambio con el medio ambiente que los rodea, son herméticos a cualquier influencia ambiental. No reciben ningún recursos externo y nada producen que sea enviado hacia fuera. En rigor, no existen sistemas cerrados. Se da el nombre de sistema cerrado a aquellos sistemas cuyo comportamiento es determinístico y programado y que opera con muy pequeño intercambio de energía y materia con el ambiente. Se aplica el término a los sistemas completamente estructurados, donde los elementos y relaciones se combinan de una manera peculiar y rígida produciendo una salida invariable, como las máquinas.
-Sistemas abiertos: presentan intercambio con el ambiente, a través de entradas y salidas. Intercambian energía y materia con el ambiente. Son adaptativos para sobrevivir. Su estructura es óptima cuando el conjunto de elementos del sistema se organiza, aproximándose a una operación adaptativa. La adaptabilidad es un continuo proceso de aprendizaje y de auto-organización.
Los sistemas abiertos no pueden vivir aislados. Los sistemas cerrados, cumplen con el segundo principio de la termodinámica que dice que "una cierta cantidad llamada entropía, tiende a aumentar al máximo".
La cibernetica es una teoria de la conunicacion y del control a travez de la retroalimentacion del funcionamiento de los simstemas, esto tanto en las maquinas como en los sistemas naturales, especialmente los sistemas biologicos como organismos, celulas o ecosistemas.
El termino procede del griego "kubernites" que se refiere al timonel, el cual gobierna la embarcacion.
Sistemas de control
Los sistemas de control según la Teoría Cibernética se aplican en esencia para los organismos vivos, las máquinas y las organizaciones. Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de Controladores de Automatización Programables (PAC).
Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:
1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.
Origen y Finalidad de la Cibernética
El nacimiento de la cibernetica se establecioen el año de 1742 en Nueva York, cinco años mas tarde Norbert Wiener, uno de los fundadores de esta ciencia, propuso el nombre de cibernetica, derivado de una palabra griega. Esta ciencia permite la organizacion de maquinas capaces de reaccionar y operar con mas precision y rapidez que los seres vivos.
Definiciones de cibernética
-La cibernética es el estudio de cómo los sistemas complejos afectan y luego se adaptan a su ambiente externo; en terminos técnicos, se centra en funciones de control y comunicación
-La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes
-La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes
Uso y Origen de la Cibernética
Ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicacion en las personas y en las maquinas estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. Segun Gregory Bateson es la rama de las matematicas que se encarga de los problemas de control, repulsividad e informacion.
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