El término sistema es necesario para entender cierto conjunto de elementos, sus relaciones y propiedades. El ejemplo esquemático se muestra en la Figura 2.1 Comprender la definición de una serie completa de “S”, que consiste en un conjunto de elementos y establece sus relaciones mutuas. El sistema “S” tiene un conjunto de entradas y un conjunto de salidas. El sistema “S” actúa a su vez sobre su entorno a través de un conjunto de salidas. Si el sistema “S” tiene un comportamiento prescrito, requiere de un conjunto de variables deseadas y de un conjunto de diferencias de regulación.
Los lectores de imagen dan una definición general de un ejemplo técnico en un avión. La máquina en sí se compone de cientos de partes, cada una con su propia función específica. En el avión tenemos a la tripulación y los pasajeros. La aeronave está en movimiento en el espacio y el tiempo, sujeto a influencias externas, como la temperatura, la dirección y fuerza del viento, etc. Otros factores que pueden calificarse como “fallos” pueden ser las turbulencias repentinas, relámpagos y fallos de los equipos aeronáuticos. Algunos de estos “fallos” pueden tener una gran influencia en la operación principal de la aeronave - el vuelo, tales como un fallo de motor. Otros, como los fallos en los baños, afectan en gran medida el estado de ánimo entre los pasajeros, pero no comprometen la seguridad. Todos estos elementos, los estados, las relaciones, los valores y las perturbaciones externas afectan a la seguridad.
En el ejemplo anterior, está claro que el sistema no sólo puede ser una máquina. Esta diversidad de sistemas evidencia que no son fáciles de clasificar y describir.
Por lo tanto, pueden ser sistemas mecánicos, sistemas electrónicos, sistemas sociales, sistemas en zoológicos, botánicos y, por supuesto, su combinación. Como un ejemplo, un sistema técnico puede ser un coche. Un avión en vuelo descrito como un todo, puede ser visto como un sistema técnico-social etc.
Los sistemas pueden ser clasificados de acuerdo a las relaciones entre las variables de entrada y de salida: estática y dinámica, lineal y no lineal, unidimensional y multidimensional, etc.
El número de variables de entrada y salida permiten clasificar los sistemas como:
Atendiendo a la temporización, los sistemas se dividen en:
Un divisor de tensión representa un buen ejemplo de sistema estático. La tensión de salida se define por el valor de las resistencias y de la tensión de entrada.
Esta relación viene dada por la ecuación siguiente
.
La tensión de salida no depende del tiempo, sólo del valor de la tensión de entrada y de las resistencias. En contra, la corriente en un fotoresistor no depende únicamente de la tensión de alimentación, sino también del nivel de luz incidente. Esto significa que varía a lo largo del día y es un sistema dinámico.
Los sistemas lineales son sistemas en los que sus miembros trabajan con relaciones lineales entre entradas y salidas, como en una prensa hidráulica que se mueve en función del pistón de control. Los sistemas no lineales incorporan al menos un miembro con una dependencia no lineal entre entrada y salida. Un ejemplo de relación no lineal es la resistencia del aire en un coche en movimiento.
Un sistema con una entrada y una salida puede ser por ejemplo un refrigerador. El valor de la entrada es una cantidad que representa la pérdida de calor en el espacio de refrigeración. La variable de salida es la temperatura real en el refrigerador. En contraste, un avión en vuelo tiene varias entradas: velocidad y dirección del viento, temperatura del aire exterior, peso de la carga, etc. Las salidas son: el ángulo de las aletas horizontales y verticales, del acelerador, etc.
La tabla 1 muestra el conjunto de símbolos que se usa.
S = {P;R;U;Y;V} |
P – conjunto de elementos |
R – conjunto de relaciones |
U – conjunto de entradas |
Y – conjunto de salidas |
W – conjunto de puntos de establecimiento |
E – conjunto de desviaciones de control |
V – conjunto de errores |
Las variables del sistema son: entrada (acción) variable “u(t)” variable de salida “y(t)” variables de estado “x(t)”, error “e(t)” variable de fallo “v(t)“ y el valor del punto de establecimiento”w(t)”.