- Sistemas
Conjunto de elementos interrrelacionados e interactuantes entre si. El concepto tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente a los sistemas de conceptos y a los objetos reales mas o menos complejos y dotados de organización.
Como otra definición conjunto de entidades caracterizadas por ciertos atributos, que tienen relaciones entre si y estan localizadas en un cierto ambiente de acuerdo a un objetivo.
Otra definición B. Blanchard lo define como una combinación de medios (personas, materiales, equipos, software, instalaciones o datos)
En cuanto a su constitución, pueden ser físicos o abstractos:
•Sistemas físicos o concretos: compuestos por equipos, maquinaria, objetos y cosas reales. El hardware.
•Sistemas abstractos: compuestos por conceptos, planes, hipótesis e ideas. Muchas veces solo existen en el pensamiento de las personas. Es el software.
En cuanto a su naturaleza, pueden cerrados o abiertos:
•Sistemas cerrados: no presentan intercambio con el medio ambiente que los rodea, son herméticos a cualquier influencia ambiental. No reciben ningún recursos externo y nada producen que sea enviado hacia fuera. En rigor, no existen sistemas cerrados. Se da el nombre de sistema cerrado a aquellos sistemas cuyo comportamiento es determinístico y programado y que opera con muy pequeño intercambio de energía y materia con el ambiente. Se aplica el término a los sistemas completamente estructurados, donde los elementos y relaciones se combinan de una manera peculiar y rígida produciendo una salida invariable, como las máquinas.
•Sistemas abiertos: presentan intercambio con el ambiente, a través de entradas y salidas. Intercambian energía y materia con el ambiente. Son adaptativos para sobrevivir. Su estructura es óptima cuando el conjunto de elementos del sistema se organiza, aproximándose a una operación adaptativa. La adaptabilidad es un continuo proceso de aprendizaje y de auto-organización.
Los sistemas abiertos no pueden vivir aislados. Los sistemas cerrados, cumplen con el segundo principio de la termodinámica que dice que "una cierta cantidad llamada entropía, tiende a aumentar al máximo".
Existe una tendencia general de los eventos en la naturaleza física en dirección a un estado de máximo desorden. Los sistemas abiertos evitan el aumento de la entropía y pueden desarrollarse en dirección a un estado de creciente orden y organización (entropía negativa). Los sistemas abiertos restauran sus propia energía y reparan pérdidas en su propia organización. El concepto de sistema abierto se puede aplicar a diversos niveles de enfoque: al nivel del individuo, del grupo, de la organización y de la sociedad.
La cibernetica es una teoria de la comunicación y del control, a traves de la retroalimentación del funcionamiento de los sistemas esto tanto en las maquinas como en los sistemas naturales especialmente los sistemas biologicos como organismo, celulas o ecosistemas.
El término procede del griego kybernetes, que se refiera al timonel el cual gobierna la embarcación.
Sistemas de control
Los sistemas de control según la Teoría Cibernética se aplican en esencia para los organismos vivos, las máquinas y lasorganizaciones. Estos sistemas fueron relacionados por primera vez en 1948 por Norbert Wiener en su obra Cibernética y Sociedad con aplicación en la teoría de los mecanismos de control. Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados. Hoy en día los procesos de control son síntomas del proceso industrial que estamos viviendo. Estos sistemas se usan típicamente en sustituir un trabajador pasivo que controla una determinado sistema ( ya sea eléctrico, mecánico, etc. ) con una posibilidad nula o casi nula de error, y un grado de eficiencia mucho más grande que el de un trabajador. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de Controladores de Automatización Programables (PAC).
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control
- Clasificación de los sistemas de control:
- Sistemas de control de lazo abierto: Es aquel sistema en el que la acción de control esta muy relacionada con la entrada, pero su efecto es muy independiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por tener la capacidad para poder establecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de lograr la exactitud deseada y no cuentan con el problema de la inestabilidad.
- Sistemas de control de lazo cerrado: Son los sistemas en los que la acción de control esta en cierto modo muy dependiente de la salida. Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentación.
- Tipos de sistemas de control
Los sistemas de control son agrupados en tres tipos básicos:
1. Hechos por el hombre
2. Naturales, incluyendo sistemas biológicos
3. Cuyos componentes están unos hechos por el hombre y los otros son naturales.
Ejemplo:
Hechos por el hombre: Sistemas de transporte Sistemas de comunicación
Naturales: Sistema digestivo Sistema respiratorio
Hombre y naturales:Operar una computadora Conducir un coche
- Características de un sistema de control
1. Entrada: Estímulo externo que se aplica a un sistema con el propósito de producir una respuesta específica.
2. Salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la entrada.
3. Variable: Elemento que se desea controlar.
4. Mecanismos sensores: Receptores que miden los cambios que se producen en la variable.
5. Medio motores: Partes que incluyen en la acción de producir un cambio de orden correctivo.
6. Fuente de energía: Energía necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.
7. Retroalimentación
- La ingenieria en los sistemas de control
Los problemas considerados en la ingenieria de los sistemas de control, basicamente se tratan mediante 2 pasos fundamentales:
1. El análisis
2. El diseño
En el analisis se investigan las caracteristicas de un sistema existente, mienras que en el diseño se escojen y se arreglan los componentes del sisteama del control, para la posteior ejecución de una tarea en particular.
La representación de los problemas en los sistemas de control, se llevan a cabo mediante 3 tecnicas basicas o modelos:
1. Ecuaciones diferenciales y otras relaciones matemáticas
2. Diagramas en bloque
3. Gráfias en flujo de analisis
Los diagrams y las graficas de flujo son representaciones que pretemden el acortamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si esta caracterizado de manera esquematica o mediante ecuacioes matematicas.
Las ecuaciones diferenciales se emplean cuando se requieren relaciones detalladas del sistema. Cada sistema de control se puede representar teoricamente por sus ecuacion matematicas.
Modelo Matematico:
En ciencias aplicadas un "Modelo matemático" es uno de los tipos de modelos científicos, y se basa en expresar utilizando los instrumentos de la teoría matemática, declaraciones, relaciones, proposiciones sustantivas de hechos o de contenidos simbólicos: están implicadas variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad. Se podría decir también que es una traducción de la realidad física para poder aplicar los instrumentos y técnicas de las teorías matemáticas para estudiar el comportamiento de sistemas complejos, y posteriormente hacer el camino inverso para traducir los resultados numéricos a la realidad física. Generalmente se introducen simplificaciones de realidad.
El significado de "Modelo matemático" en matemáticas, sin embargo, es algo diferente. En concreto en matemáticas se trabajan con modelos formales. Un modelo formal para una cierta teoría matemática es un conjunto sobre el que se han definido un conjunto de relaciones unarias, binarias y trinarias, que satisface las proposiciones derivadas del conjunto de axiomas de la teoría. La rama de la matemática que se encarga de estudiar sistemáticamente las propiedades de los modelos es la teoría de modelos.
Modelo Análogo
El método de analogía es fácil de utilizar, pero tiene desventajas serias. Es difícil presentar la incertidumbre del modelo o la variación entre los casos, y permanece poco claro cuán generalmente válido es el modelo. La presentación análoga es, aún en su mejor forma, relativamente nebulosa. Es a menudo recomendable, una vez que usted haya encontrado un modelo adecuado, de traducirlo a una lengua de modelar más exacta (usando las definiciones empíricas y nominales).
Modelo Análogo: Se basan en las analogías que se observan desde el punto de vista del comportamiento de sistemas físicos diferentes que, sin embargo, están regidos por formulaciones matemáticas idénticas. Por ejemplo, hasta los años 1970 el modelaje de sistemas de aguas subterráneas se realizaba con redes eléctricas de resistencias y condensadores. En la traducción usted tiene que tener presente que la esencia que usted desea importar en su proyecto es la invariación que el modelo análogo expresa. Al lado de este invariance, el modelo importado contiene generalmente mucho detalle que se relaciona con su ambiente original y que usted tenga que quitar. Usted puede entonces o sustituir los detalles de modo que se relacionen con su propio objeto del estudio, o eliminar definitivamente los detalles no interesantes, así realzando la generalidad de su modelo final.
Modelo Digital: una estructura numérica de datos
Modelo Natural: es un conjunto sistémico basado en una o varias interpretaciones de carácter cognitivo. Interpretaciones que pueden o no estar delimitadas por una ciencia (ciencias naturales) en su "universo causal" o contener una o varias expresiones de definición de carácter, geológico, biológico y/o ecológico que expresan lo que entendemos por nuestro entorno natural.
Modelo Artificial: es una variable dependiente de un sistema social. Como tal esta comprendido básicamente de:
Es un conjunto funcional que hace un sistema normativo, es un conjunto funcional que hace un sistema tecnológico y un conjunto funcional que hace un sistema económico.
Modelo hibrido: un modelo híbrido es la combinación de al menos dos tecnologías, es decir si lo traduces a un sistema eléctrico-electrónico quiere decir que la parte analógica de un circuito se complementa con tecnología digital de ultima fecha y las cualidades de estas dos hacen aun híbrido, optimizando tiempo, espacio, eficiencia, etc.
Diferencias entre modelos naturales y artificiales.
El modelos natural ya esta impuesto mientras que el artificial es creado por el hombre de acuerdo a sus necesidades.
Diferencias entre los modelos análogos y digitales.
El modelo análogo es mediante una forma naturale y el modelos digital lo transforma en números
