ISBN 978-612-5209-73-3

Reseña

El control automático de procesos nace producto de la revolución industrial, con ello se marcó el inicio de la ingeniería de control moderna y la automatización, al principio con el objetivo de posibilitar la producción en masa, con industrias que minimicen cada vez más la necesidad de mano de obra especializada, convirtiéndose en el motor de la economía moderna.
La Ingeniería de Control hace que se unan la ciencia y la ingeniería, los desarrollos tecnológicos, la ingeniería electrónica y la mecánica y todas las demás áreas especializadas en los procesos particulares, como la ingeniería química, metalúrgica, de minas, petroquímica y otras. Luego de cientos de años, el conocimiento especializado ha llevado a desarrollar modelos matemáticos más exactos sobre sistemas sumamente complejos, que han permitido desarrollar una gran variedad de técnicas de control, algunas deterministas, otras basadas en técnicas de optimización o análisis estadísticos, hasta las basadas en ciertas áreas de inteligencia artificial. Estas técnicas permiten un funcionamiento eficiente de los diferentes tipos de sistemas, que satisfacen especificaciones funcionales.
Para lograr controlar un sistema, se requiere primero generar un modelo matemático que explique de la mejor manera el funcionamiento de este, estableciendo la relación salida/entrada como una dependencia del tipo causa-efecto, esta relación claramente depende de la estructura del proceso, como están interconectados sus elementos y la naturaleza de estas. A partir de estas consideraciones, se utilizan las leyes de la física para construir una representación dinámica del funcionamiento, con la suficiente exactitud.
Las leyes utilizadas dependen de los elementos y sus interacciones, pudiendo ser estos de naturaleza eléctrica, mecánica, hidráulica, neumática, entre otras. El resultado del modelamiento da lugar a un sistema de ecuaciones diferenciales para los sistemas trabajando en tiempo continuo o ecuaciones en diferencia para los sistemas en tiempo discreto. Sin embargo, es sabido que la solución de un sistema de ecuaciones diferenciales suele ser complejo y difícil de resolver, por lo que el uso de la Transformada de Laplace y la Transformada Z, permiten generar expresiones polinomiales equivalentes llamadas funciones de transferencia que representan claramente la relación salida-entrada y permiten la simplificación de las interconexiones de subsistemas.
Una vez el modelo matemático ha sido construido, se pueden aplicar todo un conjunto de métodos de análisis sobre las funciones de transferencia, que brindan información cuanti-cualitativa sobre la exactitud, la estabilidad, el comportamiento temporal y el comportamiento frecuencial de los sistemas de control.
Finalmente, la síntesis o proceso de diseño permite modificar la estructura del proceso insertando elementos para controlar el proceso a partir de la ejecución de una ley de control y asegurar un comportamiento deseado,
En esta obra, la primera de una serie que aborda la teoría de control moderna, se van a describir las diferentes estructuras de control y las diferentes funciones de transferencia que describen las relaciones entre las señales propias de los sistemas lineales e invariantes en el tiempo (LTI). Sobre estas se van a aprender y aplicar todas las técnicas de análisis propias del Plano S, describiendo la información que de ellas se desprende, lo que incluye la definición de parámetros de funcionamiento, apreciando igualmente la relación indivisible que hay entre automatización y realimentación. Este estudio permitirá en cursos posteriores el dominio de técnicas de diseño.