Sistemas automáticos y programación de control

Un sistema de control gobierna una variable (temperatura, velocidad, nivel…) para que alcance un valor deseado o consigna. En lazo abierto la acción no depende del resultado (una tostadora con temporizador). En lazo cerrado un sensor mide la salida, un comparador calcula el error (consigna - medida), el controlador decide y el actuador actúa sobre el proceso.

En el diagrama de bloques de un lazo cerrado con función de transferencia directa G y realimentación H, con realimentación negativa, la función de transferencia total es M = G / (1 + G · H). La realimentación hace al sistema más preciso y menos sensible a perturbaciones.

Los controladores más usados son el proporcional (P), que actúa según el error; el integral (I), que elimina el error permanente; y el derivativo (D), que anticipa cambios. Una ganancia excesiva puede provocar oscilaciones e inestabilidad.

Los sistemas digitales trabajan con señales binarias (0 y 1). El álgebra de Boole usa las operaciones OR (+), AND (·) y NOT ('), con propiedades como A + 1 = 1, A · 1 = A, A + A' = 1 y las leyes de De Morgan: (A · B)' = A' + B'. Una función lógica se describe con su tabla de verdad y se simplifica antes de implementarla.

Un microcontrolador ejecuta un programa en bucle: lee entradas (sensores, pulsadores), procesa con estructuras condicionales (si… entonces…) y repetitivas, y activa salidas (motores, LED, relés). Con PWM se regula la tensión media aplicada a un actuador variando el ciclo de trabajo.