1 CAPITULO 1 1. INTRODUCCION 1.1 Síntesis Histórica. Si bien se conocen estudios sobre control automático desde principios de siglo, recién a partir de 1930, con la formalización del concepto de realimentación toma importancia esta disciplina. A partir de allí, con las contribuciones de Nyquist, Hazen, Bode y Evans entre otros, se forma el corazón de lo que hoy se denomina Teoría Clásica de Control, cuyo objetivo más importante es el análisis de los sistemas de control. Hacia 1940, se realizaron los primeros controladores analógicos con dispositivos hidráulicos, neumáticos y eléctricos. A partir de entonces comienza el desarrollo de la teoría de control para sistemas de datos muestreados o de tiempo discreto y la aplicación de la teoría matemática de optimización al desarrollo de algoritmos de control, para ser ejecutados por computadores digitales, dando origen al Control Digital. Simultáneamente con esto surgen con fuerza todas las teorías para el tratamiento de las señales digitales generándose una disciplina específica relacionada al Procesamiento Digital de Señales, imprescindibles para el desarrollo del control digital. Desde 1970, con la generalización del uso de la tecnología del silicio y la aparición de los microprocesadores, se inicia una rápida evolución tecnológica, tanto en el ámbito del control digital como en el procesamiento digital de señales . En la actualidad, el control digital incluye técnicas avanzadas como el control óptimo, el control predictivo, el control robusto, el control estocástico, el control adaptable, el control experto, el control borroso, etc. El desarrollo del control automático, como integrante de la ciencia denominada Automática, ha estado históricamente condicionado por el avance de distintas teorías o tecnologías. Cada etapa está signada por una característica en particular: primeramente los computadores eran demasiado lentos, luego la teoría de control fue insuficiente y actualmente los sensores y actuadores han pasado a ser los elementos más críticos, debido al incremento de las precisiones que maneja el computador. Sólo cuando se producen mejoras en los tres campos mencionados, el Control Digital crece significativamente. 1.2 Control Centralizado y Control Distribuido.
Si bien se conocen estudios sobre control automtico desde
principios de siglo, recina partir de 1930, con la formalizacin del
concepto de realimentacin tomaimportancia esta disciplina. A partir
de all, con las contribuciones de Nyquist, Hazen,Bode y Evans entre
otros, se forma el corazn de lo que hoy se denomina TeoraClsica de
Control, cuyo objetivo ms importante es el anlisis de los sistemas
decontrol.
Hacia 1940, se realizaron los primeros controladores analgicos
con dispositivoshidrulicos, neumticos y elctricos. A partir de
entonces comienza el desarrollo de lateora de control para sistemas
de datos muestreados o de tiempo discreto y laaplicacin de la teora
matemtica de optimizacin al desarrollo de algoritmos decontrol,
para ser ejecutados por computadores digitales, dando origen al
ControlDigital. Simultneamente con esto surgen con fuerza todas las
teoras para eltratamiento de las seales digitales generndose una
disciplina especfica relacionadaal Procesamiento Digital de Seales,
imprescindibles para el desarrollo del controldigital. Desde 1970,
con la generalizacin del uso de la tecnologa del silicio y
laaparicin de los microprocesadores, se inicia una rpida evolucin
tecnolgica, tantoen el mbito del control digital como en el
procesamiento digital de seales . En laactualidad, el control
digital incluye tcnicas avanzadas como el control ptimo, elcontrol
predictivo, el control robusto, el control estocstico, el control
adaptable, elcontrol experto, el control borroso, etc.
El desarrollo del control automtico, como integrante de la
ciencia denominadaAutomtica, ha estado histricamente condicionado
por el avance de distintas teoraso tecnologas. Cada etapa est
signada por una caracterstica en particular:primeramente los
computadores eran demasiado lentos, luego la teora de control
fueinsuficiente y actualmente los sensores y actuadores han pasado
a ser los elementosms crticos, debido al incremento de las
precisiones que maneja el computador. Slocuando se producen mejoras
en los tres campos mencionados, el Control Digital
crecesignificativamente.
1.2 Control Centralizado y Control Distribuido.
Control Digital Directo Introduccin
2
Los avances tecnolgicos mencionados anteriormente produjeron una
notabledisminucin del costo de los sistemas de cmputo y con ello un
cambio fundamentalen la filosofa de diseo de sistemas de control.
Inicialmente, el elevado precio de loscomputadores llev a plantear
sistemas de control en donde todas las operaciones serealizan en un
slo computador, ubicado en una sala de operaciones y de
instrumentosde la planta. Esto se denomin Control Centralizado.
La aparicin de los microprocesadores ha llevado a plantear
esquemas de control enlos cuales se realiza un control local de
cada proceso de la planta, dando origen a unadescentralizacin del
mismo denominndose Control Distribuido. Esta nueva filosofade
descentralizacin requiere de nuevos niveles de control, para
coordinar elfuncionamiento de los diferentes controladores y
realizar adems tratamiento dealarmas, monitoreo, optimizacin y
supervisin del control global de la planta. As seestablecen niveles
de jerarqua en el control industrial. En la Fig. 1.2.1 se
puedeobservar una posible estructura de control distribuido.
En el presente texto se tratar especficamente el control digital
directo, esto es, eldiseo y anlisis de los controladores en el
nivel 1 del esquema de la Fig. 1.2.1. Deigual modo el tipo de
procesamiento de seales que se presenta, es el especfico quese usa
en este nivel de control.
