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# Sistemas de control: temas, ideas clave y simuladores

> Ingeniería de control: lazo abierto y lazo cerrado, función de transferencia, polos y estabilidad, respuesta de primer y segundo orden, error en régimen permanente y controlador PID con su ajuste.

Un sistema de control mide lo que pasa, lo compara con lo que se quiere y actúa para corregir la diferencia. Está en el termostato, en el control de crucero, en los drones, en las impresoras 3D y en toda la industria. La **automática** o **ingeniería de control** estudia cómo diseñarlos para que sean rápidos, precisos y, sobre todo, **estables**.

## Las ideas clave del bloque

### Realimentación

En **lazo cerrado** se mide la salida y se resta de la referencia. El error alimenta al controlador. Así se corrigen perturbaciones y se compensan las imprecisiones del modelo; a cambio, una ganancia excesiva puede hacer oscilar el sistema.

### Función de transferencia

Con Laplace, cada parte del sistema es un cociente de polinomios $G(s)$. Un lazo con realimentación negativa da $\frac{G}{1 + GH}$. Los **polos** del lazo cerrado deciden todo: si tienen parte real negativa, el sistema es estable.

### Respuesta temporal

Un primer orden se describe con su ganancia y su constante de tiempo. Un segundo orden, con su frecuencia natural $\omega_n$ y su amortiguamiento $\zeta$, que fijan la sobreoscilación y el tiempo de establecimiento.

### PID

El controlador más usado combina tres acciones: **proporcional** al error, **integral** del error (que lo elimina en régimen permanente) y **derivativa** (que anticipa y amortigua).

## Orden recomendado

**1. Transformada de Laplace**

La herramienta matemática, en el bloque de transformadas.

**2. Función de transferencia**

Diagramas de bloques, polos, estabilidad, primer y segundo orden.

**3. Controlador PID**

Acciones P, I y D, ajuste y PID digital.

## Temas de este bloque

> [card] [Función de transferencia](https://apuntes.simulab.es/electronica/control/funcion-transferencia.md)
>
> Introducción a los sistemas de control: lazo abierto y lazo cerrado, función de transferencia, diagramas de bloques, polos y ceros, estabilidad, sistemas de primer y segundo orden, respuesta al escalón, sobreoscilación, tiempo de establecimiento, error en régimen permanente y criterio de Routh, con ejemplos resueltos.

> [card] [Controlador PID](https://apuntes.simulab.es/electronica/control/pid.md)
>
> El controlador PID explicado: acciones proporcional, integral y derivativa, qué hace cada una, función de transferencia, efecto sobre el error y la estabilidad, controladores P, PI, PD y PID, ajuste por Ziegler-Nichols y manual, windup integral, filtro derivativo y PID digital en un microcontrolador, con ejemplos resueltos.

## Simuladores relacionados en Simulab

> [card] [Amortiguador de masa](https://simulab.es/fisica/amortiguador-masa)
>
> Un sistema de segundo orden real: el amortiguador de un rascacielos.

> [card] [Movimiento armónico simple](https://simulab.es/fisica/movimiento-armonico)
>
> Oscilaciones libres y amortiguadas.

> [card] [Circuitos RC y RL](https://simulab.es/fisica/circuitos-rc)
>
> Respuesta de primer orden y constante de tiempo.

> [card] [Ecuaciones diferenciales](https://simulab.es/matematicas/ecuaciones-diferenciales)
>
> Resolver numéricamente la ecuación del sistema.


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