La Evolución de Los Sistemas de Control y El Control Automático En Torno A La Globalización
By Lazar Dum
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Hacia 1660 el Marqués de Worcester diseñó un "motor conducido por agua", la semilla de la máquina de vapor. Tiempo después, el francés Denis Papin diseñaría una máquina de vapor donde la presión atmosférica jugaba un papel decisivo. -
En el año 1745, E. Lee inventa un sistema para controlar automáticamente la orientación e inclinación de las aspas de los molinos de viento, de modo que se aprovechara mejor la dirección del viento. Se trataba del primer servomecanismo de posición. Fue patentado bajo el nombre de "Self-regulating Wind Machine". -
Cuando la máquina de vapor fue inventada y se dio inicio a la Revolución Industrial, se inició paralelamente la necesidad de crear un sistema de control para poder manipular los diferentes parámetros de esta máquina. Un ejemplo de esto fue el desarrollo del regulador de presión con el fin de controlar este parámetro en el sistema. -
El control automático ha desempeñado una función vital en el avance de la ingeniería y la ciencia. El primer trabajo importante en control automático surge en 1788 y fue el regulador de velocidad centrífugo de James Watt para el control de velocidad de una máquina de vapor. -
Boulton y Watt hicieron lo posible para que el diseño de su regulador permaneciera secreto el máximo tiempo posible. Cuando la patente de Watt caduca en 1800, su regulador centrífugo se había convertido en una parte estándar del equipamiento de los ingenios de vapor de la época. -
En 1868 J. C. Maxwell formulo una teoría matemática relacionada con la teoría de control usando el modelo de ecuación diferencial del regulador de Watt y analizando su estabilidad. -
El trabajo que presenta Maxwell en 1868: "On Governors", puede considerarse como el origen de la Teoría de Control. La contribución importante de Maxwell estuvo en demostrar que el comportamiento de un sistema de control automático en la vecindad de una posición de equilibrio se podía aproximar por una ecuación diferencial lineal y por lo tanto la estabilidad se podía así discutir en términos de las raíces de la ecuación algebraica asociada. -
En 1892 A. M. Lyapunov estudio la estabilidad a partir de ecuaciones diferenciales no lineales, empleando un concepto diferenciado de energía. -
Henry Ford en 1913 desarrollo un sistema para reducir los tiempos de producción de vehículos, el control permitió reducir el tiempo de trabajo de 728 horas a 1 hora y 30 minutos. Diseñado para la producción en masa. -
En 1922 Minorsky, trabajo en controladores automáticos de dirección en barcos y mostro como se podría determinar la estabilidad a partir de las ecuaciones diferenciales que describen el sistema. Esta fue la utilización del primer PID registrado. -
En 1932 Harry Nyquist, desarrollo un procesamiento relativamente simple para determinar la estabilidad de los sistemas de lazo cerrado sobre la base de la respuesta de lazo abierto con excitación sinusoidal en régimen permanente. -
En 1950 se desarrollo en Columbia la teoría sobre sistemas de datos muestreados, interviniendo en este estudio J. R. Ragazzini, G. Franklin y L.A. Zadeh, así como E. I. Jury, B. C. Kuo y otros. En este periodo surgió la idea de emplear ordenadores digitales para el control de procesos industriales. -
En 1960 se analizo el control optimo de sistemas, suministrando las ecuaciones de diseño para el regulador cuadrático lineal (LQR). También se analizo el filtrado optimo y la teoría de estimación, suministrando las ecuaciones de diseño para el filtro digital de Kalman. -
La teoría moderna de control se basa en el análisis y la síntesis del dominio del tiempo. Utilizando variables de estado. Actualmente la tendencia de los sistemas de control es hacia la optimización y hacia la digitalización total de los controladores. En artículos y literatura sobre control es posible observar la gran diversificación del control moderno, como las técnicas de control lineal y no lineal, control optimo, control robusto, etc. El avance es vertiginoso a nivel teórico practico.