Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Indice de contenidos
- ¿Qué es un diagrama de bloques en un sistema de control?
- Punto de despegue en un diagrama de bloques del sistema de control
- Bloques en cascada
- Sumar puntos en un diagrama de bloques del sistema de control
- Puntos de suma consecutiva
- Bloques paralelos
- Desplazamiento del punto de despegue
- Cambio de punto de suma
- Diagrama de bloques del sistema de control de circuito cerrado
¿Qué es un diagrama de bloques en un sistema de control?
Se utiliza un diagrama de bloques para representar un sistema de control en forma de diagrama. En otras palabras, la representación práctica de un sistema de control es su diagrama de bloques. Cada elemento del sistema de control está representado con un bloque y el bloque es la representación simbólica de la función de transferencia de ese elemento.
No siempre es conveniente derivar la función de transferencia completa de un sistema de control complejo en una sola función. Es más fácil derivar la función de transferencia del elemento de control conectado al sistema por separado.
Luego, un bloque representa la función de transferencia de cada elemento, y luego se conectan con la ruta del flujo de señal .
Los diagramas de bloques se utilizan para simplificar sistemas de control complejos. Cada elemento del sistema de control se representa con un bloque, y el bloque es la representación simbólica de la función de transferencia de ese elemento. Se puede representar un sistema de control completo con un número requerido de bloques interconectados.
La siguiente figura muestra dos elementos con función de transferencia G uno (s) y G dos (s). Donde G uno (s) es la función de transferencia del primer elemento y G dos es la función de transferencia del segundo elemento del sistema.
El diagrama también muestra que hay una ruta de retroalimentación a través de la cual la señal de salida C (s) se retroalimenta y se compara con la entrada R (s). La diferencia entre entrada y salida es cuál actúa como señal de actuación o señal de error.
En cada bloque del diagrama, la salida y la entrada están relacionadas entre sí mediante una función de transferencia. Donde la función de transferencia es: 
Donde C (s) es la salida y R (s) es la entrada de ese bloque en particular. 
Un sistema de control complejo consta de varios bloques. Cada uno de ellos tiene su propia función de transferencia. Pero la función de transferencia general del sistema es la relación entre la función de transferencia de la salida final y la función de transferencia de la entrada inicial del sistema.
La función de transferencia general de este sistema se puede obtener simplificando el sistema de control combinando estos bloques individuales, uno por uno.
La técnica de combinar estos bloques se denomina técnica de reducción del diagrama de bloques.
Para la implementación exitosa de esta técnica, se deben seguir algunas reglas para la reducción del diagrama de bloques.
Analicemos estas reglas, una por una, para la reducción del diagrama de bloques del sistema de control . Si está buscando hacer un estudio de sistemas de control, consulte nuestros MCQ de sistemas de control .
Si la función de transferencia de la entrada del sistema de control es R (s) y la salida correspondiente es C (s), y la función de transferencia general del sistema de control es G (s), entonces el sistema de control se puede representar como:
Punto de despegue en un diagrama de bloques del sistema de control
Cuando necesitamos aplicar una o la misma entrada a más de un bloque, usamos lo que se conoce como punto de despegue .
Este punto es donde la entrada tiene más de una ruta para propagarse. Tenga en cuenta que la entrada no se divide en un punto.
Pero en cambio, la entrada se propaga a través de todas las rutas conectadas a ese punto sin afectar su valor.
Por lo tanto, las mismas señales de entrada se pueden aplicar a más de un sistema o bloque al tener un punto de partida.
Una señal de entrada común que representa más de un bloque de un sistema de control se realiza mediante un punto común, como se muestra en la figura siguiente con el punto X.
Bloques en cascada
Cuando varios sistemas o bloques de control están conectados en cascada, la función de transferencia del sistema completo será el producto de la función de transferencia de todos los bloques individuales.
También debe recordarse que la salida de cualquier bloque no se verá afectada por la presencia de otros bloques en el sistema en cascada.
Ahora, del diagrama, se ve que,
Donde G (s) es la función de transferencia general del sistema de control en cascada.
Sumar puntos en un diagrama de bloques del sistema de control
En lugar de aplicar una única señal de entrada a diferentes bloques, como en el caso anterior, puede haber una situación en la que se apliquen diferentes señales de entrada al mismo bloque.
Aquí, la señal de entrada resultante es la suma de todas las señales de entrada aplicadas. La suma de las señales de entrada está representada por un punto llamado punto de suma, que se muestra en la figura siguiente con un círculo cruzado.
Aquí R (s), X (s) e Y (s) son las señales de entrada. Es necesario indicar la multa especificando la señal de entrada ingresando un punto de suma en el diagrama de bloques del sistema de control .
Puntos de suma consecutiva
Un punto de suma con más de dos entradas se puede dividir en dos o más puntos de suma consecutivos, donde la alteración de la posición de puntos de suma consecutivos no afecta la salida de la señal.
En otras palabras, si hay más de un punto de suma directamente inter-asociado, entonces pueden intercambiarse fácilmente desde su posición sin afectar la salida final del sistema de suma.
Bloques paralelos
Cuando se aplica la misma señal de entrada, se agregan diferentes bloques y la salida de cada uno de ellos en un punto de suma para tomar la salida final del sistema.
La función de transferencia general del sistema será la suma algebraica de la función de transferencia de todos los bloques individuales. 
Si C uno , C dos y C tres son las salidas de los bloques con la función de transferencia G uno , G dos y G tres , entonces.
Desplazamiento del punto de despegue
Si se aplica la misma señal a más de un sistema, entonces la señal se representa en el sistema mediante un punto llamado punto de despegue.
El principio de desplazamiento del punto de despegue es que puede desplazarse a cualquier lado de un bloque, pero la salida final de las ramas conectadas al punto de despegue no debe modificarse.
El punto de despegue se puede desplazar a cualquier lado del bloque. 
En la figura anterior, el punto de despegue se desplaza de la posición A a B. La señal R (s) en el punto de despegue A se convertirá en G (s) R (s) en el punto B.
Por lo tanto, otro bloque de la función de transferencia inversa G (s) debe colocarse en ese camino para obtener R (s) nuevamente. 
Examinemos ahora cuándo se desplaza el punto de despegue antes del bloque, que antes estaba después del bloque. 
Aquí la salida es C (s) y la entrada es R (s) y, por tanto. 
Aquí, tenemos que poner un bloque de función de transferencia G (s) en la ruta para que la salida vuelva a aparecer como C (s).
Cambio de punto de suma
Examinemos el punto de suma que cambia de una posición antes de un bloque a una posición después de un bloque.
Hay dos señales de entrada, R (s) y ± X (s), que entran en un punto de suma en la posición A. La salida del punto de suma es R (s) ± X (s).
La señal resultante es la entrada de un bloque del sistema de control de la función de transferencia G (s), y la salida final del sistema es
Por lo tanto, se puede volver a dibujar un punto de suma con las señales de entrada R (s) G (s) y ± X (s) G (s)
Los diagramas de bloques anteriores de la salida del sistema de control se pueden reescribir como
La ecuación anterior se puede representar mediante un bloque de función de transferencia G (s) e ingresar R (s) ± X (s) / G (s) nuevamente R (s) ± X (s) / G (s) se puede representar con un punto de suma de la señal de entrada R (s) y ± X (s) / G (s) y finalmente se puede dibujar como se muestra a continuación.
Diagrama de bloques del sistema de control de circuito cerrado
En un sistema de control de circuito cerrado , una fracción de la salida se retroalimenta y se agrega a la entrada del sistema. Si H (s) es la función de transferencia de la ruta de retroalimentación, entonces la función de transferencia de la señal de retroalimentación será B (s) = C (s) H (s).
En el punto de suma, la señal de entrada R (s) se agregará a B (s) y produce la señal de entrada real o la señal de error del sistema, y se indica con E (s).
