La palabra señal proviene del latín signí£lis, que significa “imagen o representación de algo” (Diccionario de la Real Academia Española); por ejemplo, el velocímetro en un vehículo nos dice cuántos kilómetros viajaremos en una hora si continuamos con la rapidez que llevamos en ese momento medida en kilómetros por hora, en este caso el velocímetro nos indica la medida de una señal de velocidad.
Al hablar del concepto de señal es necesario también referirnos al concepto de sistema, las ideas y las técnicas asociadas a estos dos conceptos son muy importantes en áreas tan diversas como la electrónica, la aeronáutica, la distribución de la energía, los motores de inducción, los reactores químicos, la robótica y muchas otras áreas más; y aun cuando la naturaleza de estos dos conceptos varía substancialmente en cada disciplina en particular, todas ellas tienen dos características básicas: las señales contienen la información acerca de algún fenómeno en particular mientras que los sistemas reciben ciertas señales (entradas al sistema) y producen otras (salidas del sistema) generando un comportamiento determinado sea éste deseado o no.
El control automático es la ciencia que se encarga de determinar que señales debe de recibir el sistema para producir un comportamiento ansiado, dichas señales, desde el punto de vista del control automático, se denominan algoritmo o ley de control. Al proceso de obtención de la forma del algoritmo o la manera en que se deben de aplicar éste se denomina el diseño del algoritmo de control. Existen varias técnicas para diseñar algoritmos de control tales como: el diseño basado en la respuesta en frecuencia o el basado en el lugar geométrico de las raíces para sistemas lineales, o para el caso de sistemas no lineales también podemos hablar de la teoría de estabilidad de Lyapunov, la teoría de geometría diferencial, el control con redes neuronales o con lógica difusa, entre muchas otras técnicas más.
Daremos un ejemplo a manera de analogía para comprender mejor lo que los ingenieros en la teoría de control automático tratan de hacer con las señales y los sistemas. Supongamos el caso de nuestro cuerpo (sistema) que se encuentra atacado por un virus (perturbación) que ocasiona la gripe; las señales que emite nuestro cuerpo son bastante obvias para cualquiera que ha tenido gripe (salida del sistema) y entonces acudimos con el médico (controlador) el cual recibe estas señales y si es diestro y diagnostica apropiadamente estas señales (diseño del algoritmo de control adecuado) nos recetará el medicamento apropiado (ley de control que es la entrada al sistema) para que dichos síntomas disminuyan o desaparezcan (que la salida del sistema siga la referencia de valor cero); esto es precisamente lo que un ingeniero en control pretende realizar, controlar los sistemas de tal manera que sus salidas sigan ciertas referencias apropiadas y para esto es necesario diseñar un controlador para el sistema en cuestión.
El cuerpo académico de Estudio y Control de Sistemas Físicos del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), conformado por los profesores investigadores Gualberto Solís, Eduardo Ruiz, Roberto Cárdenas y Guillermo Obregón se dedica precisamente al diseño de leyes de control y análisis de sistemas tan variados como su mismo nombre lo indica; y de los cuales pueden nombrarse el análisis y control de redes interconectadas de sistemas caóticos y de robots manipuladores, control robusto de diabetes en el campo de la bioingeniería, regulación de la salida de sistemas lineales y no lineales tanto en tiempo continuo como en tiempo discreto, también llamado control digital, control y diseño de sistemas electrónicos de potencia, estimación y modelado de sistemas así como los parámetros de los mismos utilizando dichas estimaciones para realizar el control, llamado control adaptable, encriptación de mensajes utilizando osciladores caóticos tales como el oscilador de Lorenz o el oscilador de Chen, además de asesorar alumnos de la carrera de ingeniería biomédica en proyectos tales como electrocardiógrafos y electroencefalógrafos portátiles, simuladores de señales cardiacas, sistemas de diagnóstico virtual de arritmias cardiacas, comunicaciones RF para Sistemas Caóticos, Sincronización de Redes, entre otras investigaciones y proyectos.
Actualmente realizan colaboraciones con investigadores del IPICyT (Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica), CINVESTAV del IPN Unidad Guadalajara (Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional), la Universidad Autónoma de Yucatán y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC, España) en temas tales como control de diabetes, control de sistemas caóticos, sincronización de sistemas, regulación de la salida en tiempo discreto con modelo interno adaptable, tele-operación de robots, identificación de sistemas, control de convertidores electrónicos de potencia CD-CD y CD-CA, y se espera encontrar nuevos puntos de interés común para realizar nuevas investigaciones con el fin de producir nuevo conocimiento y aplicar éste en la solución de problemas de interés, tanto nacional como internacional, tomando en cuenta las tendencias de investigación internacionales con el fin de estar a la vanguardia en el conocimiento de frontera.
En la Maestría en Ciencias en Ingeniería Electrónica y Computación adscrita a la División de Electrónica y Computación del CUCEI y la cual pertenece al Padrón Nacional de Postgrados de Calidad (PNPC) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), se cultiva la línea de investigación de control automático y sistemas físicos, que actualmente cuenta con alumnos trabajando en tesis relacionadas con los temas antes descritos pretendiendo publicar sus resultados al menos en congresos de talla internacional o revistas nacionales y/o internacionales reconocidas por CONACYT.
