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Ktesibios, en el siglo III antes de Cristo diseña un reloj de agua, conocido también como Clepsydra y también diseña un organo que funcionaba con agua
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Philon de Bizancio, construyo un sistema de regulación de nivel de una lámpara de aceite. Al quemarse el aceite de la lampara, el nivel del depósito de aceite bajaba haciendo que entrará aire en otro depósito de forma que éste suministraba más aceite al depósito de
la lámpara. -
Heron también construye un Odómetro, un instrumento dedicado a medir la distancia recorrida por un vehículo.
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En el siglo I antes de Cristo, Herón de Alejandría escribe una Enciclopedia Técnica entre cuyos libros se encuentra “Pneumática” y “Autómata”. En el primero describe varios sistemas realimentados y en el segundo presenta complicados aparatos que ejecutan un
programa fijo.
Unos de los primeros sistemas realimentados de la historia son los dispensadores de vino cuyo funcionamiento se describe en los libros de Herón. -
En el siglo XVII se presentan diversos sistemas de regulación de temperatura, entre ellos los aplicados en el horno y la incubadora de Drebel. El principio utilizado en la regulación de temperatura es el siguiente, si la temperatura del horno sube se dilata el contenido de un depósito de alcohol de forma que se desplaza un juego de palancas que abre un orificio de salida de gases.
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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.
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En 1712 un quincallero llamado Thomas Newcomen y el ingeniero militar Thomas Savery construyeron la primera máquina de vapor atmosférica de pistón.
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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” -
En 1785, Laplace dio el paso clave en el uso de integrales en forma de transformaciones de ecuaciones diferenciales, que simplemente era la forma de la solución, y encontró que la ecuación transformada era fácil de resolver, incluso más que la original
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La primera gran máquina de vapor con mecánica rotativa fue instalada por Boulton y Watt en 1786 en el Molino de Albion en
Londres. -
Cauchy (1789-1857), con su teoría de la variable compleja, completo las bases matemáticas necesarias para la Ingeniería de Control. Pero hasta 75 años después de la muerte de Cauchy, no surgió lo que se podría denominar la Teoría de Control.
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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.
Este invento resultará ser de gran importancia en el desarrollo histórico de la Regulación Automática, dado que incorpora el sensor y el actuador en un único ingenio, sin disponer de un amplificador de potencia que aislará el sensor del actuador. -
El trabajo que presenta Maxwell en 1868: “On Governors”, puede considerarse como el origen de la Teoría de Control.
En él presenta su criterio de estabilidad para sistemas lineales dinámicos e invariantes. En este trabajo Maxwell establece una diferenciación entre Regulators ó Moderators. -
En 1889, Liapunov presenta sus trabajos sobre estabilidad, los cuales servirán de base a la teoría moderna de control.
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La teoría de control moderna esta basada en el concepto de estabilidad de Liapunov presentado a finales del siglo XIX.
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En el trabajo de Minorsky “Directional Stability of Automatic Steered Bodies” de 1922, se reconoce la no-linealidad de los sistemas y aplica la linealización mediante el desarrollo en serie de Taylor a sistemas no-lineales correspondientes al movimiento angular de un buque. Estudia la estabilidad y los efectos de los retrasos de la información sobre las salidas de los Sistemas.
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A finales de los años 30 se introdujo la acción derivativa en estos controladores neumáticos dando lugar así al regulador PID de 3 términos (Proporcional, Integral y Derivativo).
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Hazen en su publicación “Theory of Servomechanism” (1934), analiza el funcionamiento de los servomecánismos utilizando en su análisis entradas típicas de escalón y rampa. Aparte de proponer un marco conceptual, Hazen utiliza herramientas matemáticas como el cálculo operacional de Heaviside. En sus trabajos estudia el diseño de servomecánismos para posicionar ejes.
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La primera formulación en términos de estado, función de transición y de lectura, se hizo en el marco de la teoría de máquinas discretas formulada por Turing, en 1936.
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En 1942 Ziegler y Nichols, ingenieros de Taylor Instruments hicieron un estudio importante que condujo a fórmulas empíricas para sintonizar el regulador PID al proceso
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Las primeras aplicaciones de los computadores digitales al control industrial se realiza a finales de los años 50. La iniciativa no parte como cabría suponer de la industria del control y manufactura, sino de los fabricantes de computadoras y de sistemas electrónicos que buscaban nuevos mercados para dar salida a productos que no se habían terminado de adaptar a las aplicaciones militares.
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A partir del año 1955, se desarrollan los métodos temporales, con el objetivo de solucionar los problemas planteados en aplicaciones aerospaciales, estos métodos reciben un fuerte impulso con el desarrollo de las computadoras digitales, que constituían la plataforma tecnológica necesaria para su implantación, prueba y desarrollo.
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La primera instalación industrial de un computador la realiza la compañía de suministro eléctrico “Louisiana Power and Light” que instaló en septiembre de 1958 un ordenador Daystrom para monitorizar la planta de producción de energía en Sterling, Louisiana. Pero este no era un sistema de control industrial. Su función era supervisar el correcto funcionamiento de la instalación.
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El primer computador dedicado a control industrial se instaló en la refinería de Port Arthur, en Texas. La compañía Texaco Company instaló un RW-300 de la casa RamoWooldridge. La refinería comenzó a funcionar controlada en bucle cerrado por computador el 15 de Marzo de 1959.
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En 1961 la Monsanto comienza a diseñar un control digital directo (DCC) para una planta en Texas city y un sistema de control jerarquizado para el complejo petroquímico de Chocolate Bayou.
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El desarrollo en la década de los 70 del microprocesador permite que llegue a ser
rentable el dedicar un computador para el control de un solo proceso. Aplicaciones del
ordenador al control de procesos que antes no eran rentables instalarlas, dado que el control analógico era mucho más barato, se vuelven competitivas. Incluso esta reducción de costes permite que se empiecen a desarrollar sistemas de control por computador encargados de controlar una sola máquina eléctrica.