Quan la captació de la informació de l’estat del sistema, l’anàlisi i la comparació respecte al comportament desitjat, la presa de les decisions pertinents i les accions de comandament per tal d’ajustar-lo són realitzades d’una manera automàtica hom parla indistintament de sistema automàtic (automàtica), de sistema amb control automàtic o, simplement, de control automàtic; cal no confondre'l, però, amb el comandament automàtic (comandament )4), que només és una de les etapes del procés. El control automàtic s’acompleix en dues configuracions bàsiques: en bucle obert i bucle tancat (amb feedback o retroacció). L’aplicació de l’ordinador ha donat impuls al desenvolupament del control digital. Els sistemes de control abasten una gran diversitat d’àmbits d’aplicació i poden ésser classificats de diverses maneres: segons els mètodes d’anàlisi, en lineals o no lineals, invariants i variants; segons la mena de senyal, en continus i discrets; segons el tipus de components, en electromecànics, hidràulics, pneumàtics i biològics; segons llur funció principal, en posicionadors, termòstats, reguladors de velocitat, etc. Llur concepció i funcionament s’organitza en tres nivells: enginyeria de sistemes, enginyeria de components, i instrumentació. Entre llurs aplicacions més interessants hom troba la regulació automàtica, l’objectiu de la qual és mantenir constant una determinada magnitud malgrat les pertorbacions a què pugui veure's sotmesa. La compensació dinàmica, una altra aplicació dels sistemes de control, té com a objectiu la millora del funcionament dinàmic de certs components o sistemes, mitjançant l’aplicació d’un control retroactiu. Un exemple prou conegut n'és l’amplificador d’alta fidelitat, els components bàsics del qual (els transistors) tenen, per causa de les tècniques de fabricació a gran escala, un funcionament intrínsec inadequat que produiria distorsions en el senyal; la incorporació d’un filtre de retroacció li permet de funcionar gairebé sense distorsió i atènyer el nivell de fidelitat desitjat. Un altre exemple clàssic és el del vol amb motor: els avions no podrien funcionar sense els controls automàtics que, a més d’ajudar la navegació, compensen llur inestabilitat inherent, que fou la causa dels primers fracassos en els vols d’aquest tipus. Fora d’alguns casos com aquests, la majoria de les màquines poden treballar sense necessitat de control, per bé que llur incorporació pot millorar-ne el funcionament i àdhuc arribar a substituir l’operador humà, connectant l’instrument de mesura a la màquina a través de l’element de control o regulador, governats per un programa fix mancat de consciència del resultat de la seva acció. La rigidesa del funcionament d’aquesta mena de control no li permet d’atènyer els seus objectius quan les condicions de treball divergeixen de les estrictament suposades. Són exemples d’utilització d’aquest sistema de control les màquines de rentar automàtiques i els forns programables. La segona configuració és la del control en bucle tancat (amb retroacció o feedback): la variable controlada és retornada i comparada amb la de control, i llur diferència, prèviament elaborada pel regulador, determina l’evolució de l’òrgan motor a fi de reduir la desviació observada. Llur estructura, en forma de circuit, és aquella que els dóna nom. Llur funcionament és molt més precís que els del sistemes en bucle obert perquè presenten una certa capacitat d’adaptació, en ésser capaços d’atènyer llur objectiu a desgrat de pertorbacions internes o externes. En són exemples la regulació termoestàtica, el regulador de velocitat de Watt i els servomecanismes. El control òptim intenta d’aconseguir que el sistema de control operi de manera que s’optimi un determinat criteri quantitatiu de la qualitat del funcionament (és a dir, que es maximitzi la producció o els beneficis, o bé que es minimitzi l’error o el cost). Els sistemes de control aplicats a l’automatització són constituïts per un gran nombre de sensors i elements de control i acció, que formen diversos bucles de control i són coordinats per un equip de decisió d’un alt nivell de complexitat. En són exemples els programadors, que determinen el què i el com de l’operació (lleves, engranatges, temporitzadors, targetes perforades, cintes magnètiques, etc); els actuadors o elements de potència, que mouen, conformen, escalfen o processen; els sensors, que detecten i mesuren les propietats i indiquen si el procés evoluciona d’acord amb els plans prevists; els elements de decisió, que, basant-se en la comparació entre la informació dels sensors i la del programa, generen les instruccions que, convertides en senyals generalment elèctrics, serveixen per a activar els elements de control; per exemple, vàlvules o rectificadors controlats que duen a terme les decisions elaborades i ajusten els elements d’acció fins que els sensors indiquen que la planta es comporta d’acord amb les instruccions programades. En la regulació de processos, la tecnologia electrònica ha anat desplaçant la pneumàtica per raó dels seus avantatges en preu, fiabilitat, compacitat i facilitat d’acoblament. L’evolució de l’electrònica cap a les tècniques digitals ha significat també la digitalització del control de processos ( control digital) i particularment la dels reguladors, per bé que no sembla pas que s’hagi d’estendre als transductors.
m
Electrònica i informàtica
Tecnologia