20.2 : Aplicaciones de los sistemas de control

La ingeniería eléctrica desempeña un papel fundamental en nuestra vida diaria, y los sistemas de control son el núcleo de muchas aplicaciones, desde electrodomésticos hasta sofisticados transbordadores espaciales. Los sistemas de control gestionan y regulan el comportamiento de los dispositivos y procesos, garantizando que funcionen de forma segura, correcta y eficiente.

En los vehículos modernos, los sistemas de control gestionan varias funciones para mejorar el rendimiento y la seguridad. El volante y el acelerador son las entradas principales del sistema de control de un automóvil. La dirección del volante y la presión sobre el pedal del acelerador se procesan para controlar la velocidad y el rumbo del vehículo. Esta configuración ejemplifica un sistema multivariable, donde múltiples entradas independientes (dirección y aceleración) influyen en múltiples salidas (velocidad y dirección). En algunos sistemas avanzados, estas entradas están interconectadas para proporcionar un control más suave y con mayor capacidad de respuesta, lo que mejora la experiencia de conducción y la seguridad.

Los hornos eléctricos utilizan sistemas de control para mantener los niveles de temperatura deseados. Un termómetro, un dispositivo analógico, mide la temperatura del horno. Esta lectura analógica luego se convierte en una señal digital, que se compara con una temperatura preestablecida. Si existe una discrepancia entre la temperatura real y la deseada, el sistema de control genera un comando para ajustar la salida del horno, asegurando que la temperatura permanezca dentro del rango deseado.

Los sistemas de control de los transbordadores espaciales se encuentran entre los más complejos y críticos, ya que garantizan operaciones precisas en un entorno desafiante. Estos sistemas reciben información como la posición y la velocidad del transbordador y perturbaciones externas como el viento. El sistema de control procesa estas entradas para ajustar la trayectoria del transbordador y mantener su órbita. Internamente, se monitorean constantemente parámetros como la temperatura y la presión. Los datos se procesan para gestionar la planta de energía de pilas de combustible del transbordador y mantener un entorno interno estable.

En conclusión, los sistemas de control son parte integral de varios aspectos de la tecnología moderna, mejorando la eficiencia, la seguridad y la funcionalidad en diversas aplicaciones. Desde la simplicidad de los electrodomésticos hasta la complejidad de las misiones espaciales, estos sistemas ejemplifican el ingenio y la importancia de la ingeniería eléctrica en nuestra vida cotidiana.