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sábado, 11 de febrero de 2012

Sistemas de control PID con Wolfram|Alpha

¿Qué tienen en común el reloj despertador, el termostato, la cafetera, el radio del coche, los frenos anti-bloqueo y  casi todos los otros dispositivos eléctricos y mecánicos que encuentras en tu vida diaria? Todos ellos son ejemplos de "sistemas de control", una de las tecnologías más modernas que estan en todas partes pero que no se ven. Un sistema de control es cualquier sistema o dispositivo que controla o regula el comportamiento de otro sistema. Usando varios tipos de sensores y actuadores, estos sistemas controlan de forma automática los aparatos más comunes, procesos industriales, e incluso los procesos biológicos de su propio cuerpo!

Tome el humilde termostato de su casa. La temperatura de su hogar depende de muchos factores, sobre todo cuánto tiempo y qué tan recientemente el calefactor de la casa estaba en marcha. Con un termostato instalado, lo contrario también es cierto: el estado del calefactor depende de la temperatura de la casa (se enciende si la temperatura es demasiado baja, y se apaga si la temperatura es demasiado alta). Hay un circuito cerrado de causalidad formado entre la temperatura del hogar y el estado del calefactor. Por diseño, el termostato crea una especie de circuito cerrado llamado "circuito de retroalimentación negativa", que tiende a estabilizar la temperatura en torno a un valor deseado. La mayoría de los sistemas de control son así: información de los sensores retroalimentan el sistema, que luego se utiliza para decidir una acción.

Wolfram Alpha tiene la capacidad de de entender algunos sistemas comunes por su nombre. Un ejemplo sencillo es el integrador. Un integrador es un sistema que acumula los valores de alguna entrada a través del tiempo. Por ejemplo, la cantidad de gas de su coche que se ha utilizado desde la última vez que se llenó, básicamente, es una integral de la posición del pedal del acelerador en ese momento. Dicho de otra manera, el gas se consume a una velocidad proporcional a la presión ejercida en el pedal del acelerador. Al escribir "control system: integrator", Wolfram Alpha  ofrece una lista de propiedades, gráficos,  donde se puede ver lo que sucede a la salida de varias entradas comunes:


control system: integrator