HISTORIA DEL

CONTROL

AUTOMATICO

UNIVERSIDAD

POLITECNICA

SALESIANA

INGENIERIA

MECANICA

TEORIA DE

CONTROL

2015

HISTORIA DEL CONTROL

AUTOMATICOEl uso de técnicas para controlar un sistema tiene un historia fascinante.

Las primeras aplicaciones aparecieron en el desarrollo de los mecanismos reguladores con flotador creados en Grecia en el periodo 300 a. C.

El reloj de agua de Ktesibios usaba un regulador con flotador.

En el año 250 a.C. Philon de Bizancio, construyo un sistema deregulación de nivel de una lámpara de aceite. Al quemarse el aceitede la lámpara, el nivel del depósito de aceite bajaba haciendo queentrará aire en otro depósito de forma que éste suministraba másaceite al depósito de la lámpara.

Herón de Alejandría, que vivió en el siglo 1 d.C. publico un libro titulado“Pneumatica” en el que describe varias formas de mecanismos de nivelde agua (vino) con reguladores de flotador

Cornelis Drebbel (Holandés) (1572-1634) construyó en 1618 una

incubadora con una realimentación explícita para regular la

temperatura. Trabajo hecho en Inglaterra.

Sin embargo el trabajo más significativo de Drebbel fue el primer

submarino útil en 1620, donde también utilizó sistemas realimentados.

(aplica retroalimentación: la salida comunica al ingreso)

Denis Papin Francés (1647-1712) invento el primer regulador de presión para calderas de

vapor en 1681, el regulador de presión de Papin, fue una especie de regulador de

seguridad similar a la válvula de las ollas de presión.

Máquina generadora de vapor Regulador automático

El primer controlador con realimentación

automática usado en una proceso industrial fue el

regulador centrífugo de James Watt, desarrollado

en 1769 para controlar la velocidad de una

maquina de vapor. El dispositivo es completamente mecánico.

Medía la velocidad del eje motor y utilizaba el movimiento

centrifugo del volante para controlar la válvula y por tanto,

la cantidad de vapor que entraba en la maquina. Cuando

aumenta la velocidad se elevan los contrapesos, alejándose

del eje y cerrando la válvula, los contrapesos necesitan

potencia de la maquina para girar y por tanto hacen menos

exacta la mediad de la velocidad.

El primer sistema ruso es el regulador de nivel de agua de flotador que fue inventado por Polzunov en 1765, el flotador detecta el nivel y controla la válvula que tapa

la entrada del agua. Figura 4

Hasta finales del siglo XIX el control automático se caracterizó por ser

eminentemente intuitivo.

El deseo de mejorar las respuestas transitorias y la exactitud de los sistemas de control, obligó a desarrollar la teoría de control:

J.C. Maxwell (1831-1879), consideró una teoría matemática relacionada con la teoría de control usando el modelo de una ecuación diferencial 1868. I.A. Vyshnegradskii teoría

matemática de los reguladores:

Sus Aportaciones:

• Concepto de estabilidad.

• Modelación matemática.

• Importancia de la acción Proporcional, integral,

derivadora (controladores).

• Linealización de sistemas.

Otras aportaciones relevantes:

Alexander M. Lyapunov (1857-1918)

Minorsky en 1922 (Sistemas de dirección en

barcos con realimentación. Ecuaciones

diferenciales)

Hazen (Servomecanismos, sistemas de

posición, seguimiento de trayectorias)

Andronov (Análisis de dinámicas no

lineales. Bases del control moderno en

Rusia)

Durante la segunda guerra mundial se

intensificó el desarrollo de sistemas de

control:

• Grandes desarrollos principalmente en R. Unido, E.U. y Alemania.

• Desarrollo del control clásico en sistemas realimentados.

• Grandes avances prácticos principalmente en servomecanismos, autopilotos y control de armas.

• Conocimiento ampliamente expandido después de la guerra.

Después de la segunda guerra mundial con el mayor uso de la transformada de Laplace las técnicas de dominio de la frecuencia continuaron dominando el campo del control (control clásico).

Durante la década de 1980, la utilización de computadores digitales como componentes de control se ha convertido en una rutina.

LA TEORIA DE CONTROL SE CONVIRTIO EN UNA NECESIDAD INSUSTITUIBLE EN EL DISEÑO DE

MAQUINAS EN CUALQUIER TIPO DE APLICACIÓN.

Desarrollo histórico de los sistemas de control

(fecha relevantes)1769

Maquina de vapor y controlador de desarrollo de James Watt. La maquina se utiliza con

frecuencia para marcar el comienzo de la revolución industrial en Gran Bretaña. Durante la

revolución se produjo grandes logros en el desarrollo de tecnología de automatización.

1868

J.C Maxwel formula un modelo matemático para el controlador de la máquina de vapor

1913

Introducción de la maquina de ensamblaje mecanizado de Henry Ford para la producción de

automóviles

1927

H.W Bode analiza los amplificadores realimentados. Luego esto servirá para análisis de

estabilidad en los sistemas de control.

1932

H. Nyquist desarrolla un método para analizar la estabilidad de sistemas.

1952

Control numérico (CN) desarrollado en Massachusetts Institute of Technogoly para el control

de ejes de maquinas herramientas

1954

George Devol desarrolla al concepto de FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

1960

Primer robot Unimate, basados en los diseños de Devol. Este se instala en 1961 para

atender procesos de fundición

1970

Desarrollados los modelos de variables de estado y el control optimo.

1980

Estudios amplios sobre sistemas de control robusto (CONTROLADORES)

1990

Empresas de fabricación orientadas a la exportación apuesta por la automatización

1994

Uso generalizado de los sistemas de control con realización en los automóviles.

1997

El primer vehículo autónoma, conocido como Sojourner, explora la superficie marciana

1998-2003

Avances en micro y nanotecnología. Se desarrollan las primeras micromáquinas

inteligentes y se crean nanomáquinas.

ACTUALMENTE (2015), EL CONTROL DE SISTEMAS ES REALIZADO POR MAQUINAS DIGITALES

QUE EJECUTAN COMPLEJOS ALGORITMOS DE CONTROL LINELIALIZADO.

GRACIAS POR

SU ATENCIÓN