Transcript

CONTROL IHISTORIA DEL CONTROL AUTOMTICOLa teora de control automtico ha experimentado un notable desarrollo a lo largo de estos ltimos aos. Es un tanto complejo proporcionar un anlisis imparcial de un rea que an est evolucionando; sin embargo, echando un vistazo al pasado, pueden sealarse aquellos aspectos y avances ms importantes que marcaron las pautas con las que se escribi dicha teora de control.El control realimentado es una disciplina de la ingeniera. Como tal, su progreso est fuertemente relacionado con los problemas que necesitaron ser resueltos en diferentes pocas de la historia del hombre. Puede decirse que los acontecimientos ms importantes que ocasionaron la evolucin de la teora de control fueron los siguientes: La preocupacin de los griegos y los rabes por medir el tiempo. Este perodo abarca desde el ao 300 AC al ao 1200 DC. La Revolucin Industrial en Europa. Aunque sta tuvo lugar en el tercer cuarto del siglo XVIII, sus races se remontan al ao 1600. El auge de los sistemas de comunicacin y las dos Guerras Mundiales. Este perodo est comprendido entre los aos 1910 y 1945. El principio de la era espacial y digital, en 1957.En el control automtico, en particular la aplicacin de la realimentacin, ha sido fundamental para el desarrollo de automatizacin. El aparato ms primitivo que emplea el principio de control por retroalimentacin fue desarrollado por un griego llamado Ktsibios aproximadamente 300 aos A.C. Se trataba de un reloj de agua, el cual meda el pasaje del tiempo por medio de un pequeo chorro de agua que flua a velocidad constante dentro de un recipiente.Sus orgenes se encuentran en el control del nivel de agua en tanques, relojes de agua, y en los sistemas neumticos e hidrulica del mundo antiguo. A partir del siglo 17, se disearon sistemas de control de temperatura, de control mecnico de molinos y la regulacin de las mquinas de vapor.Durante el siglo 19 se hizo cada vez ms claro que los sistemas realimentados eran propensos a la inestabilidad. Un criterio de estabilidad se deriva de forma independiente hacia el final del siglo por Routh en Inglaterra y Hurwitz en Suiza. El siglo 19, tambin vio el desarrollo de los servomecanismos, primero para la direccin de buque y ms tarde para la estabilizacin y los pilotos automticos. La invencin de los aviones aadi, literalmente, una nueva dimensin al problema.Minorsky realiz un anlisis terico de control de buques en la dcada de 1920 aclar la naturaleza de los tres formas de control, que tambin seran utilizados para aplicaciones de proceso de la dcada de 1930.En base a las aplicaciones de la ingeniera de los servo controles y las comunicaciones de la dcada de 1930, e impulsado por la necesidad de sistemas de alto rendimiento del control de las armas, una rama coherente de la teora conocida como control clsico surgieron durante y despus de la Segunda Guerra Mundial slo en el EE.UU., Reino Unido y en otros lugares, al igual que las ideas de ciberntica. Mientras tanto, un enfoque alternativo del modelo dinmico haba sido desarrollado en la URSS con los enfoques de Poincar y Lyapunov.El primero uso del control automtico en la industria parece haber sido el regulador centrfugo de la mquina de vapor de James Watt en el ao 1775 aproximadamente. Este aparato fue utilizado para regular la velocidad de la mquina manipulando el caudal de vapor por medio de una vlvula.Hasta la fecha de la Revolucin Industrial, el diseo de sistemas de control realimentados se realizaba mediante lo que se denomin el mtodo de prueba y error. La intuicin era una de las herramientas ms importantes con las que se contaba. Sin embargo, a mediados del ao 1800 comenzaron a emplearse las matemticas para el anlisis de la estabilidad de estos sistemas, llegando a convertirse, posteriormente, en el lenguaje de la teora de control automtico. Este hecho tan importante ha llevado a denominar prehistrico al perodo anterior a este acontecimiento.Los primeros trabajos en cuanto al anlisis matemtico de los sistemas de control se refiere, fueron desarrollados en trminos de ecuaciones diferenciales. J. C. Maxwell (1868) analiz la estabilidad del regulador de bolas de Watt. Su tcnica consista en linealizar las ecuaciones diferenciales que describan el comportamiento del sistema, y en obtener, a partir de dicha linealizacin, la ecuacin caracterstica del mismo. Estudi el efecto que los diferentes parmetros del sistema tenan sobre la estabilidad, y demostr que el sistema era estable si las races de la ecuacin caracterstica (polos) tenan parte real negativa. Con el trabajo de Maxwell podemos afirmar que la teora de control comenz a establecerse firmemente. Igualmente, E. J. Routh (1877) proporcion una tcnica numrica para determinar cundo una ecuacin caracterstica tena races estables. En otra lnea, e independientemente de los estudios de Maxwell, el ruso I.I. Vishnegradsky (1877) analiz la estabilidad de los reguladores. Sus estudios a este respecto fueron empleados por A. B. Stodola en 1893 para analizar y estudiar la regulacin de la turbina de agua. Model un actuador dinmico e incluy en su anlisis el retraso que supona el mecanismo de actuacin. Fue el primero en introducir la idea de constante de tiempo de un sistema.A comienzos del siglo XX, ocurrieron dos acontecimientos importantes desde el punto de vista de la teora de control: el desarrollo del telfono y las comunicaciones y las guerras mundiales.Hasta este perodo, el anlisis matemtico de los sistemas de control se llevaba a cabo mediante el empleo de ecuaciones diferenciales en el dominio del tiempo. Pero entre 1920 y 1930, en los laboratorios Bell, comenz a desarrollarse el anlisis en el dominio de la frecuencia. Entre los personajes que destacaron notablemente en este campo se encontraban P. S. de Laplace (1749-1827), J. Fourier (1768-1830) y A. L. Cauchy (1789-1857).

MIGUEL ANGEL LEY SNCHEZ


Top Related