Historia Del Control
Mikel439412 de Febrero de 2014
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BREVE HISTORIA DE CONTROL DE REACCIÓN
Contenido
• Esquema
• Una breve historia del Control Automático
o Relojes de agua de los griegos y los árabes
o La Revolución Industrial
o Los Millwrights
o Reguladores de temperatura
o Flotador Reguladores
o Reguladores de Presión
o Gobernadores centrífugos
o La Pendule Sympathique
o El nacimiento de la Teoría del Control de Matemáticas
o Ecuaciones Diferenciales
o Teoría de Estabilidad
o Teoría de sistemas
o Comunicación de Masas y la Bell Telephone System
o Análisis de frecuencia-dominio
o Las guerras mundiales y el Control Clásico
o Control de Buques
o Armas para el Desarrollo y el arma que señala
o MIT Laboratorio de Radiación
o Análisis Estocástico
o El período clásico de la teoría de control
o El Espacio / Edad Informática y de Control Moderno
o Dominio de tiempo de diseño para sistemas no lineales
o Sputnik - 1957
o Navegación
o Optimalidad en los sistemas naturales
o Control Óptimo y Estimación Teoría
o Teoría de Control No Lineal
o Computadoras en Controles Diseño e Implementación
o El desarrollo de las computadoras digitales
o Control Digital y Filtro Teoría
o El ordenador personal
o La Unión de control moderna y clásica
• La filosofía de control Clásica
• La filosofía de control moderno
• Referencias
Esquema
En este capítulo se introduce la teoría de control moderna por dos enfoques. En primer lugar, se ofrece una breve historia de la teoría de control automático. A continuación, se describe la filosofía de la teoría de control clásica y moderna.
Control de retroalimentación es el mecanismo básico por el cual los sistemas, ya sea mecánico, eléctrico o biológico, mantienen su equilibrio u homeostasis. En las formas superiores de vida, las condiciones bajo las cuales puede continuar la vida son muy estrechos. Un cambio en la temperatura del cuerpo de medio grado es generalmente un signo de enfermedad. La homeostasis del cuerpo se mantiene a través del uso de control de retroalimentación [Wiener 1948]. Una contribución fundamental de CR Darwin en el siglo pasado fue la teoría de que la retroalimentación durante períodos de tiempo largos es responsable de la evolución de las especies.En 1931 V. Volterra explicó el equilibrio entre dos poblaciones de peces en un estanque cerrado usando la teoría de la retroalimentación.
El control por retroalimentación puede ser definida como el uso de señales de diferencia, determinadas mediante la comparación de los valores reales de las variables del sistema a sus valores deseados, como un medio de control de un sistema. Un ejemplo cotidiano de un sistema de control de realimentación es un control de velocidad del automóvil, que utiliza la diferencia entre el real y la velocidad deseada para variar la tasa de flujo de combustible. Desde la salida del sistema se utiliza para regular su entrada, un dispositivo de este tipo se dice que es un sistema de control de bucle cerrado .
En este libro vamos a mostrar cómo utilizar la teoría de control moderna para diseñar sistemas de control de realimentación. Por lo tanto, nos preocupa no con los sistemas de control naturales, tales como los que se producen en los organismos vivos o en la sociedad, pero con sistemas de control por el hombre tales como los utilizados para control de la aeronave, automobilies, satélites, robots, y los procesos industriales.
Al darse cuenta de que la mejor manera de entender un área es examinar su evolución y las razones de su existencia, debemos primero dar una breve historia de la teoría de control automático. A continuación, le damos una breve discusión de las filosofías de la teoría de control clásica y moderna.
Las referencias para el capítulo 1 se encuentran al final de este capítulo. Las referencias para el resto del libro aparecen al final del libro.
1.1 BREVE HISTORIA DE CONTROL AUTOMATICO DE
Ha habido muchos avances en la teoría de control automático durante los últimos años. Es difícil proporcionar un análisis imparcial de una zona, mientras que todavía está en desarrollo, sin embargo, mirando hacia atrás en el progreso de la teoría de control de retroalimentación que es ahora posible distinguir algunas tendencias principales y señalar algunos avances importantes.
El control por retroalimentación es una disciplina de la ingeniería. Como tal, su progreso está estrechamente ligada a los problemas prácticos que deben ser resueltos durante ninguna fase de la historia humana. Los principales acontecimientos en la historia de la humanidad que afectaron el progreso de control de retroalimentación fueron:
1. La preocupación de los griegos y los árabes con el seguimiento preciso de tiempo. Esto representa un período de alrededor de 300 aC hasta el 1200 dC.
2. La Revolución Industrial en Europa. La Revolución Industrial se acuerda generalmente para haber comenzado en el tercer cuarto del siglo XVIII, sin embargo, sus raíces se remontan a la década de 1600.
3. El comienzo de la comunicación de masas y de la Primera y Segunda Guerras Mundiales. Esto representa un período de alrededor de 1910 a 1945.
4. El comienzo de la era espacial / ordenador en 1957.
Se puede considerar esto como fases en el desarrollo del hombre, donde por primera vez se preocupó con la comprensión de su lugar en el espacio y el tiempo, a continuación, con la domesticación de su entorno y hacer su vida más cómoda, a continuación, con el establecimiento de su lugar en una comunidad global, y, finalmente, con su lugar en el cosmos.
En un punto entre la revolución industrial y las guerras mundiales, hubo un desarrollo muy importante. A saber, la teoría de control comenzó a adquirir su lenguaje escrito-el lenguaje de las matemáticas. JC Maxwell proporcionó el primer análisis matemático riguroso de un sistema de control de retroalimentación en 1868. Por lo tanto, en relación con esta lengua escrita, que podríamos llamar el período anterior a 1868 sobre laprehistoria de control automático.
Siguiendo Friedland [1986], que podemos llamar el período de 1868 a principios de 1900 el período primitivo de control automático. Es estándar para llamar al período desde entonces hasta 1960 el período clásico , y el período de 1960 a través de los tiempos actuales el período moderno .
Veamos ahora avanzamos rápidamente a través de la historia de los controles automáticos. Una referencia para el período -300 a través de la Revolución Industrial es proporcionado por [Mayr 1970], que hemos de aprovechar y, a veces cita. Ver también [Fuller 1976]. Otras referencias importantes que se utilizan en la preparación de esta sección incluyen [M. Bokharaie 1973] y discusiones personales con JD Aplevich de la Universidad de Waterloo, KM Przyluski de la Academia Polaca de Ciencias, y W. Askew, un ex becario en LTV Misiles y del Espacio Corporation y vicepresidente de E-Systems.
Relojes de agua de los griegos y los árabes
La principal motivación para el control de realimentación en los tiempos de la antigüedad fue la necesidad de la determinación precisa del tiempo. Por lo tanto, en alrededor de -270 la Ktesibios griega inventó un regulador de flotador para un reloj de agua. La función de este regulador era mantener el nivel de agua en un tanque a una profundidad constante. Esta profundidad constante produjo un flujo constante de agua a través de un tubo en la parte inferior del tanque que llena un segundo tanque a una velocidad constante. El nivel de agua en el segundo tanque por lo tanto dependía de tiempo transcurrido.
El regulador de Ktesibios utiliza un flotador para controlar el flujo de entrada de agua a través de una válvula; como el nivel de agua cayó la válvula abre y se repone el depósito. Este regulador de flotador realiza la misma función que el balón y la polla en un inodoro moderno.
Un regulador de flotador fue utilizado por Filón de Bizancio en -250 para mantener un nivel constante de aceite en una lámpara.
Durante el siglo I dC Herón de Alejandría desarrolló reguladores de flotador para relojes de agua. Los griegos usaban el regulador de flotador y dispositivos similares para fines tales como la dispensación automática de vino, el diseño de los sifones de mantener constantes las diferencias de nivel de agua entre los dos depósitos, la apertura de las puertas del templo, y así sucesivamente. Estos dispositivos podrían ser llamados "gadgets", ya que se encontraban entre los primeros ejemplos de una idea en busca de una aplicación.
En el año 800 a través de 1200 varios ingenieros árabes como los tres hermanos de Musa, Al-Jazari_, e Ibn al-Sa_'a_ti_ utilizan reguladores de flotador para relojes de agua y otras aplicaciones. Durante este período se utilizó el principio de retroalimentación importante de "on / off" de control, que aparece de nuevo en relación con los problemas de tiempo mínimo en la década de 1950.
Cuando Bagdad cayó ante los mongoles en 1258 todo el pensamiento creativo en esta línea llegó a su fin. Por otra parte, la invención del reloj mecánico en el siglo 14 hizo el reloj de agua y su sistema de control de retroalimentación obsoleta. (El reloj mecánico no es un sistema de control de retroalimentación.) El regulador de flotador no aparece de nuevo hasta su uso en la Revolución Industrial.
Junto con la preocupación por su
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