Subsistemas De Control[1]

SUBSISTEMAS DE CONTROL

SUBSISTEMAS Conjunto de elementos y relaciones que corresponden a estructuras y funciones especializados de un sistema mayor. Los subsistemas tienen las mismas propiedades que los sistemas y su delimitación es relativa a la posición del observador del sistema y al modelo que tenga de estos.

La retroalimentación negativa y sistema de control los sistemas tienden a mantenerse en equilibrio, sea estadístico u homeostático (estado permanente) y que actúan sobre ellos dos fuerzas: una que trata de impedir los cambios bruscos y otra que impulsa al sistema a cambiar, pero en forma lenta y evolutiva . En general, para su control apropiado, la comunicación de retroalimentación debe ser siempre negativa.

La figura 7 .1 ilustra cómo la función de retroalimentación negativa se agrega a la función de conversión a través de la corriente de entrada para producir una corriente de salida modificada. En este caso observemos que parte de la corriente de salida retroalimenta a la corriente de entrada El rectángulo inferior [F (y) ] determina cuánto y en qué forma será retroalimentada la corriente de salida ..

La corriente de entrada (x) se encuentra representada por una flecha con sentido positivo, mientras que la retroalimentación está indicada por una flecha negativa. En este caso, la corriente de entrada es reducida por la cantidad de retroalimentación negativa y el efecto sobre la

corriente de salida será limitarla o modificarla. x = Corriente de entrada Y=Corriente de salida F (x)= Función de conversión de la corriente de entrada

F ( Y)= Función de conversión de la corriente de salida originada por la información de retroalimentación. Generalmente un sistema con retroalimentación es frecuentemente denominado sistema con circuito cerrado.

Aspectos o partes que constituyen un sistema de control. a) Una variable: que es el elemento (o programa de objetivo) que se desea controlar . b) Mecanismos sensores: que son sensibles para medir las variaciones

o los cambios de la variable. e) Medios motores: a través de los cuales se pueden desarrollar las acciones correctivas. d) Fuente de energía: que entrega la energía necesaria para cualquier tipo de actividad. e) Retroalimentación: mediante la cual, a través de la comunicación del estado de la variable por los sensores, se logran llevar

a cabo las acciones correctivas.

Estos cinco elementos se encuentran en cualquier sistema de control, ya sea de la presión de la sangre, la temperatura de un cuarto, de un proceso industrial o de la conducta de individuos, grupos o comunidades. Desafortunadamente no siempre es posible identificar con facilidad las partes específicas del sistema a que corresponde cada una de estas actividades. Otra característica de este sistema de control basado en la comunicación de retroalimentación negativa es que sus elementos (los cinco recién señalados) deben ser lo suficientemente sensitivos y rápidos como para satisfacer los requisitos específicos para cada función o elementos de control.

Retroalimentación positiva Cuando la acción sigue a la recepción de la comunicación de retroalimentación, va dirigida a apoyar la dirección o el comportamiento inicial, tenemos una "retroalimentación positiva" . O, en otras palabras, como lo in dicábamos anteriormente, cuando mantenemos constante la acción y modificamos los objetivos, estamos utilizando la retroalimentación en un sentido positivo. En otros casos puede producir efectos de amplificación que alejan constantemente al sistema de algún punto de equilibrio haciéndolo totalmente inestable . Tal es el caso, por ejemplo, del famoso teorema de la "tela de araña" de los economistas.

Sistemas desviación-amplificación Existen, sin embargo, sistemas cuyo efecto o comportamiento es típico de desviación y de amplificación, es decir, encierran procesos de relaciones causales mutuas que amplifican un efecto inicial que puede ser insignificante y casual, producen una desviación y divergen de la condición inicial. Ejemplos de estos sistemas son la acumulación de capital en la industria , la evolución de un organismo vivo, conflictos internacionales y aquellos procesos denominados "círculo vicioso" e "interés compuesto" .

Estos procesos parecen ser opuestos a aquellos en que la desviación es corregida y se mantienen en equilibrio . Pero ambos tienen una

característica esencial en común. Los elementos del sistema se influencian entre sí ya sea en forma simultánea o alternativa. La diferencia está en que los sistemas desviación - corrección poseen una retroalimentación negativa entre sus elementos mientras que los sistemas desviación amplificación poseen una retroalimentación positiva. Maruyama denomina a los primeros sistemas (los de retroalimentación negativa) "morfostasis" y a los segundos (con retroalimentación positiva) "morfogénesis“.

El problema planteado por Maruyama era el problema del número de personas de una ciudad (o población) en relación con la modernización. En este caso las relaciones causales mutuas pueden ser definidas por más de dos elementos (a diferencia de los ejemplos anteriores). Repitamos las relaciones de Maruyama, las que se encuentran en la figura 7. 4. Las flechas indican la dirección de la influencia. El signo ( + ) indica que el cambio ocurre en la misma dirección, pero no necesariamente positivo (a más, más; a menos, menos). El signo (-) indica un cambio en la dirección (a más, menos y a menos, más). Como se puede apreciar, algunas flechas forman circuitos. Existe un circuito entre P a M, M a C y C a M. Un circuito indica relaciones mutuas. En un circuito, la influencia de un elemento vuelve al mismo a través de otros elementos. Por ejemplo, el .circuito P-M-C-P, un incremento en el número de personas causa un incremento en modernización, lo que a su vez aumenta la migración hacia la ciudad, lo que aumenta la población de ésta.

Un sistema de circuito cerrado con amplificación

La figura 7.5 muestra un sistema de circuito cerrado con amplificación. Se entiende aquí por amplificación el hecho de que un pequeño cambio en la corriente de entrada puede hacer entrar en operaciones varias fuentes de energía, y por lo tanto, producir una corriente de salida que puede ser bastante diferente de la corriente de entrada. Una señal (corriente de entrada) EE, que puede estar referida a volts y relacionada con temperatura, presión u otra variable, constituye la variable a controlar. El sistema puede estar diseñado para hacer algo que es proporcional o está determinado por esta variable de control. Si el sistema es un servomecanismo, 6 la corriente de entrada (EE) puede representar al ángulo de rotación de un motor pequeño y la corriente de salida (Es), al ángulo de rotación de un motor mayor , siendo el objetivo mantener coordinados ambos motores.

En general, podemos resumir las siguientes características de un sistema de control: l. Un control estable requiere la presencia de la influencia de una retroalimentación negativa. 2. Control estable de una variable en un punto "fijo" generalmente significa mantener a la variable de modo que no se aleje más allá de ciertos límites aceptables alrededor de ese punto. 3. Para que un control de cualesquiera variable sea efectivo , el sistema de control debe ser diseñado de modo que tenga respuestas que sean adecuadas para la aplicación específica que se hace de él.

GRACIAS