O Diagrama de Blocos

O diagrama de blocos é a ferramenta mais importante do Controle Clássico. Simplesmente pelo benefício da operacionalidade. Isto significa que a álgebra de diagrama de blocos esconde, ou evita, muitas operações complexas. Como um professor meu diria: "Tudo se passa como nada se passasse". De fato esta álgebra é piedosa e nos poupa de muitas preocupações matemáticas. Isso permite que operações como convolução, cálculo com variáveis complexas e transformações sucessivas sejam tratadas com álgebra de sétima série.

É difícil imaginar que essa ferramenta tenha sido criada instantaneamente sem nenhum contexto. Eu atribuo o início a Laplace porque é a nossa principal ferramenta matemática para representar funções de transferência. Mas só 111 anos mais tarde Heaviside aplicou derivação e integração como sendo simples operadores de multiplicação ou divisão no domínio da frequência. Pensando em outros problemas, mais técnicos, Harold Black (34 anos mais tarde) cria o amplificador operacional com realimentação negativa. Começa a surgir uma das características mais importantes do diagrama de blocos, uma representação gráfica de um fenômeno onde o raciocínio causal não é o melhor caminho. Isso é a realimentação negativa.

Exatamente 25 anos depois Samuel Mason começa a criar de fato o que conhecemos hoje como o diagrama de blocos. Porém, na forma gráfica do: "Gráfico de Fluxo de Sinais". Mason (que mais tarde seria orientador de Rudolf Kalman no mestrado) pensava em controle aplicado a sistemas eletrônicos, e já citava "A Arte do Controle". Exatamente dessa forma, leia o original (você encontra no dspace.mit.edu).


Tente pensar no diagrama de blocos de uma forma mais profunda. Tente entendê-lo com mais sentimento. Mason pensava na conexão entre as funções de transferência como sendo barramentos. Ele era eletrônico puro. Mas ele sabia que, diferente de um fio real, esse "fio gráfico" não tem nenhuma perda e transmite informação perfeitamente. Tão perfeitamente que só existe no papel.

Então, os diagramas de blocos começam a ser aplicados aos sistemas de controle mais complexos. Envolvendo vários dispositivos de várias naturezas. Elétricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos e térmicos. Aí vem a pergunta: "com toda essa complexidade é possível pensar apenas em termos de informação?" A melhor forma é imaginar energia modulada informacionalmente.

É possível pensarmos, por enquanto, em informação sem nenhum aprofudamento nos conceitos de Shannon. Não é necessário pensar em bits ou entropia para entender o fluxo de sinais no Diagrama de Blocos.

Claro que o Diagrama de Blocos tem as suas limitações quando passamos do controle clássico. Mas os pequenos problemas, muitas vezes cruciais, em controle adaptativo e etc. requerem freqüentemente a utilização de Diagrama de Blocos para solução de problemas de controle processamento de sinais em algumas malhas menores e mais simples.

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