¿Qué es la ganancia de bucle?
La ganancia de bucle
es el término aplicado a la ganancia en un parámetro cuando una parte de la salida de un dispositivo en el circuito o sistema se devuelve como entrada al dispositivo. Hay sistemas de ganancia de bucle negativo y positivo. Este mecanismo de retroalimentación es importante como una técnica de control en el control de procesos químicos, las líneas de fabricación, los circuitos electrónicos y los sistemas biológicos.
El chillido de un altavoz cuando se apunta a un micrófono ilustra una ganancia de bucle fuera de control. El micrófono recoge el sonido del altavoz y lo envía nuevamente al amplificador, lo que magnifica el sonido y lo envía nuevamente el altavoz. A medida que el ciclo continúa, la señal es mayor que el rango de entrada operativo del altavoz y los problemas de sonido molestos.
En la retroalimentación negativa, la información se está moviendo hacia atrás. Las corrientes de entrada llegan a un paso de procesamiento, se produce el proceso o el cambio, y el parámetro de salida se mide y se compara con el punto de ajuste, o el valor deseado. Se realiza un ajuste aguas arriba,y el bucle se repite. Este es un sistema de retroalimentación de ganancia de circuito cerrado.
La retroalimentación positiva, también llamada Feed-Forward, ocurre cuando los parámetros de flujo de entrada se miden antes del proceso, y el controlador se ajusta antes de que ocurra el proceso. Ambos sistemas tienen mérito y generalmente se combinan utilizando un controlador de retroalimentación para alimentar la información al controlador de avance. El controlador Feed-Forward procesa estos datos con los datos del parámetro de flujo de entrada para realizar el ajuste.
El calentamiento de una corriente de líquido a una temperatura establecida pasando el líquido a través de un intercambiador de calor demuestra este sistema de control combinado. La temperatura y la velocidad de flujo del líquido entrante se envían al controlador de alimentación. La temperatura aguas abajo se envía al controlador de retroalimentación, que lo compara con el punto de ajuste. El controlador de avance modifica el cambio requerido por el controlador de retroalimentación wcon la información actual que está recibiendo. Mediante el uso de este sistema combinado de control de ganancia de circuito cerrado, se evitan los cambios en la temperatura del líquido calentado, y el proceso restante continúa más suavemente.
El sistema combinado de control de retroalimentación/avance de alimentación podría llamarse búfer porque funciona para mantener un valor de salida constante. Un amplificador operacional es un dispositivo electrónico que hace lo mismo. Acepta dos entradas y tiene una salida única que va alta o baja, dependiendo de la diferencia de las entradas. El diseño de ciertos AMP OP hace que uno de los valores de entrada se invierta o cambie el signo, y luego la salida se envía de vuelta como una de las entradas. El objetivo es equilibrar ambas entradas al mismo valor.
La ganancia de bucle abierto se refiere a un mecanismo de control que no utiliza ninguna información de proceso para controlar el comportamiento del sistema. Un amplificador operacional puede caracterizarse como un dispositivo de ganancia de bucle abierto, pero se coloca en un sistema de control de retroalimentación más grande, que está cerrado. Sirve como eldispositivo de almacenamiento en búfer en el circuito.
La fabricación utiliza sistemas de retroalimentación de ganancia de bucle cerrado, aunque a menudo a través de procesos manuales. La base del control estadístico del proceso es otra expresión de un sistema de retroalimentación. Los sistemas biológicos utilizan controles de bucle de ganancia, desde el control de la respiración celular hasta el equilibrio de ecosistemas completos.
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