instrumentos para supervisar la operación y registradores de plumilla. El desarrollo natural
fue utilizar el
movimiento de la plumilla del registrador para efectuar una acción de realimentación sobre las válvulas de
control en la planta utilizando líneas de transmisión, amplificadores y transductores neumáticos.
Los primeros controladores de temperatura, ofrecían una acción de control de tipo on-off por medio de un
simple mecanismo conmutador o relé que pronto se reveló insuficiente para las exigencias planteadas en los
procesos industriales, como por ejemplo en la industria láctea, el proceso de pasteurización de la leche. El
siguiente desarrollo fueron los primeros reguladores con acción proporcional. En estos reguladores se
manifestaba claramente el dilema de la automática: precisión frente estabilidad, si se desea un error
estacionario pequeño, se debía aumentar la ganancia del regulador, o lo que es lo mismo disminuir la banda
proporcional. Pero esto conllevaba que el proceso era sometido a fuertes oscilaciones en el transitorio. Y si se
aumentaba la banda proporcional, disminuían las oscilaciones pero en caso de cambios en la carga aparecía un
error estacionario apreciable. El máximo valor recomendado entonces para la banda proporcional era del
cinco por ciento.
Durante los años 30 se desarrollaron completamente estos
reguladores neumáticos y se transfirió a este campo del
control la idea de utilizar el término de acción integral que
se venía empleando desde tiempo en los sistemas
mecánicos. El primer regulador de temperatura con acción
proporcional integral fue el Foxboro Stabilog patentado por
Mason en 1931. En este regulador neumático, se
incorporaba amplificación lineal, basada en el principio de
la realimentación negativa (al igual que Black en los
amplificadores de señal realimentados) y acción integral
(reset). Hay que hacer constar que en un principio el
Stabilog no tuvo mucho éxito comercial, debido entre otras
cosas a su precio y a que no era comprendido su
funcionamiento.
A finales de los años 30 se introdujo la acción derivativa en estos controladores neumáticos dando lugar así
al regulador PID de 3 términos (Proporcional, Integral y Derivativo).
En 1942 Ziegler y Nichols, ingenieros de Taylor Instruments hicieron un estudio importante que condujo a
fórmulas empíricas para sintonizar el regulador PID al proceso. Este estudio " Optimum Settings for
Automatic Controllers" [Thaler 74] fue presentado en el "ASME Winter Anual Meeting". Los coeficientes de
las distintas acciones proporcional, integral y derivada, se podían determinar de valores medidos
experimentalmente del proceso que se deseaba controlar. La importancia de estas reglas de ajuste óptimo de
controladores es enorme, siguen siendo vigentes y profusamente usadas en el ámbito del control de procesos
industriales.
El trabajo de Ziegler y Nichols es pionero en el desarrollo de la idea de control óptimo, aunque su criterio
de optimización, que consiste en minimizar la superficie de error absoluto, no se puede tratar analíticamente.
Un paso crucial en la transferencia de las técnicas utilizadas en el análisis de los amplificadores
realimentados de los sistemas de telefonía a otras clases de sistemas fue realizada por H. Harris del MIT en su
trabajo "The analisys and design of servomechanics" [Harris 42], en el cual introduce el uso de funciones de
transferencia en el análisis de un sistema realimentado general. Esto permitió que un servomecanismo
mecánico o un sistema de control de un proceso químico se representasen mediante diagramas de bloques y
utilizasen las técnicas del dominio frecuencial.
Figura 20. Foxboro Stabilog.
Avances durante la Segunda Guerra Mundial:
Un gran estímulo para el desarrollo de la técnica lo constituyen las guerras. La Segunda Guerra Mundial
supuso un gran impulso al desarrollo teórico y mucho más al desarrollo práctico, dada la fuerte necesidad de
sistemas de control que funcionarán como los servos de los radares y el posicionamiento de cañones.
La Segunda Guerra Mundial creó una necesidad urgente para diseñar servomecanismos de altas
prestaciones y condujo a grandes avances en la forma de construir sistemas de control realimentados. Las
exigencias de la guerra enfocaron la atención sobre un problema importante: el llamado problema de control
de tiro, proporcionando una cadena automática de órdenes entre la detección del blanco, el apuntamiento del
arma y el disparo. Este problema tiene tres etapas:
a. Detección y seguimiento del blanco.
b. Predicción.
c. Colocación del cañón en posición de disparo.
Evento.
Fecha.
Autores.
Título o Descripción.
1
13 de mayo de 1942
Hartee, D.
Porter A.
El analizador diferencial y su aplicación a los
servomecanismos.
2
12 de junio de 1942
Bedford, L. H.
Taylor, L.K.
Desarrollo de un servomotor en Cossors desarrollo de
un servomecanismo en Ferranti´s.
3
24 de julio de 1942
Jofeh, L.
Métodos de teoría de circuitos en el análisis de
servomecanismos.
4
29 de enero de 1943
Inglis C.C.
Tustin
Barnett, P.S.
Estabilización del control de tiro en tanques.
Sistema de control gyro-eléctrico.
Breve descripción de un sistema de estabilización
hidráulico.
5
19 de febrero de 1943
Ashdown, G.L.
Sistema de control remoto electro-hidráulico.
6
19 de marzo de 1943
Robinson, B.W.
Algunos servomecanismos aplicados a la aviación.
7
25 de junio de 1943
Daniell, P.J.
La interpretación y el uso de los diagramas de Nyquist
con referencias particularizadas a los
servomecanismos.
8
23 de julio de 1943
Simposio
sobre las técnicas de test de
servomecanismos.
9
27 de agosto de 1943
Jofeh,L.
Modelos eléctricos en el diseño de servomecanismos.
10
17 de septiembre de 1943 Hamon, B.V.
Servomecanismos desarrollados en Australia.
11
26 de noviembre de 1943 Hayes, K.A.
Hyde, A.D.
Utilización de servos en el control de tiro.
Nuevo método de análisis de servomecanismos.
12
7 de enero de 1944
Marchant, E.W.
Laboratorio de la Universidad de Oxford dedicado al
análisis de pequeños servomecanismos.
13
4 de febrero de 1944
Craik, K.J.W.
Algunas características del operador humano en los
sistemas de control.
14
3 de marzo de 1944
North, J.D.
Sistema electro-hidráulico utilizado en las torretas de
tiro de Boulton-Paul.
15
24 de marzo de 1944
Brown, G.S.
Actividades del laboratorio de servomecanismos del
MIT.
16
4 de mayo de 1944
Van Leeuwen, J.J.S.
Aspectos generales sobre la estabilidad.