Dr. Jacob González Villagómez
Departamento de Estudios Multidisciplinarios
División de Ingenierías,
Campus Irapuato/Salamanca
Universidad de Guanajuato
Los sistemas de control permiten gestionar y regular el comportamiento de máquinas, dispositivos y procesos para alcanzar un desempeño específico. Desde los electrodomésticos que usamos a diario hasta los sistemas industriales más complejos, estos sistemas son esenciales para asegurar que los procesos funcionen de manera eficiente, segura y precisa. A continuación, exploramos qué son, cómo funcionan y su relevancia en el mundo actual.
Te has preguntado ¿cómo sabe la plancha que tan caliente debe estar?, ¿cómo un carro autónomo sabe cuándo frenar o acelerar? entre otras cosas, esto se debe a que cada uno de estos dispositivos tienen un sistema de control implementado en su funcionamiento. Un sistema de control es un conjunto de elementos electrónicos o computacionales que, mediante sensores, actuadores y algoritmos matemáticos, regula y controla el comportamiento de un proceso o máquina. Su objetivo es lograr que dicho proceso siga una trayectoria o comportamiento deseado. La mayoría de los sistemas de control están compuestos por diversos elementos que trabajan juntos para lograr el objetivo deseado. Los principales componentes son:
· Entrada: Es el valor deseado o el objetivo que se quiere alcanzar. Por ejemplo, la temperatura que se quiere mantener en una habitación.
· Sensor: Elemento que mide la magnitud física que se está controlando, como puede ser la temperatura, velocidad entre otros. En el caso de la temperatura, un sensor podría ser un termómetro.
· Controlador: Es el cerebro del sistema. Analiza la señal recibida del sensor y decide qué acción tomar para corregir cualquier diferencia entre la salida real y la deseada. Los controladores más comunes son los PID (Proporcional, Integral, Derivativo), que ajustan continuamente las variables de acuerdo a las mediciones.
· Actuador: Es el dispositivo que modifica el proceso en respuesta a las señales del controlador. En el caso de un termostato, el actuador podría ser el compresor del aire acondicionado que se enciende o apaga.
· Salida: Es el resultado que se desea controlar o modificar, como la temperatura de una habitación, la velocidad de un motor o la posición de un robot.
Por lo tanto, el funcionamiento general de un sistema de control se describe de la siguiente manera: el sistema o dispositivo recibe una orden del usuario (entrada), luego el sensor mide la salida del proceso y la compara con el valor deseado. El error resultante se envía al controlador, que determina la acción necesaria para minimizar dicho error. El controlador envía entonces una señal al actuador, que modifica la entrada del sistema para reducir el error. Esta corrección produce una nueva salida, que en el siguiente ciclo se convierte en la nueva entrada del sistema de control. Este proceso iterativo continúa hasta que se alcanza el valor deseado, cumpliendo así con la orden del usuario.
Debido a su efectividad, los sistemas de control están presentes en casi todas las tecnologías que utilizamos en la vida diaria. Por ejemplo, en los electrodomésticos como la lavadora, el sistema de control regula el tiempo de lavado, la temperatura del agua y la velocidad de centrifugado según el ciclo seleccionado. Por otro lado, el avance en las tecnologías de automatización y la inteligencia artificial promete mejorar aún más la capacidad y la precisión de los sistemas de control, tal como es el caso de los vehículos autónomos en la actualidad.
En definitiva, los sistemas de control son el corazón de muchas tecnologías que conocemos, su capacidad para regular y ajustar procesos de manera eficiente y precisa es fundamental para el funcionamiento de la tecnología en nuestra vida diaria. A medida que la tecnología continúa avanzando, los sistemas de control también evolucionan, permitiendo que el mundo moderno funcione de manera más fluida, eficiente y sostenible.
Para más información, consultar:
https://ieeexplore.ieee.org/document/9668077
https://www.mdpi.com/2227-9717/11/3/694
Fecha de publicación: 20 de mayo de 2025.
