Ingeniería de ControlMR2004

Plan de Trabajo Enero-Mayo 2015

Dr. Ricardo Fernández del Bustoricardo.fernandez@itesm.mx

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Motivación

http://www.ted.com/talks/raffaello_d_andrea_the_astounding_athletic_power_of_quadcopters

Revisar el video siguiente y hacer un breve resumen y su impacto en la sociedad:

http://www.ted.com/talks/hugh_herr_the_new_bionics_that_let_us_run_climb_and_dance

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Objetivos

El alumno al final el curso será capaz de:

Analizar, modelar, diseñar y evaluar sistemas de control analógico de procesos continuos en lazo cerrado, que satisfagan el desempeño

deseado según especificaciones.

El tratamiento se limita al caso continuo,

lineal e invariante en el tiempo.

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS

El alumno al finalizar el curso será capaz de: Plantear el modelo matemático de sistemas físicos

lineales y obtener su representación en términos de la función de transferencia y de variables de estado.

Evaluar las respuestas en tiempo de sistemas dinámicos de diversos órdenes y determinar las condiciones para que un sistema sea estable o no.

Sintonizar controladores PID, usando diversas técnicas y aplicadas en distintas estructuras industriales.

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar y diseñar sistemas de control analógico usando conceptos del lugar geométrico de las raíces.

Analizar y diseñar sistemas de control analógico usando conceptos de análisis en frecuencia con la técnica de Bode.

Diseñar sistemas de control basados en variables de estado.

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Interrelaciones del curso con otras materias

Ingeniería deControl

Ingeniería deControl

Señales ySistemas

EcuacionesDiferenciales

ControlComputarizado

Cursos deFísica

CircuitosEléctricos I y

II

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Temario1. Introducción

2. Modelos matemáticos de sistemas.

3. Características y desempeño de los sistemas de control retroalimentados.

4. Estabilidad de los sistemas lineales con retroalimentación.

5. Control PID.

6. Análisis y diseño basado en el lugar geométrico de las raíces.

7. Análisis y diseño basados en la respuesta a la frecuencia.

8. Variables de estado

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TareasSemana Inicia

Semana Entrega

Tópico

1 2 Tarea 1 Mapa conceptual del plan de trabajo en BB.1 2 Tarea 2 Examen diagnóstico.1 2 Tarea 3 Conceptos básicos.2 4 Tarea 4 Modelado de sistemas electromecánicos.

3 4Tarea 5 Sistemas hidráulicos y fisiológicos. Analogías

con sistemas eléctricos.4 6 Tarea 6 Algebra de bloques y regla de Mason.

4 6Tarea 7 Variables de estado. Obtención de función de

transferencia a partir de variables de estado.

7 10Tarea 8 Características y desempeño de sistemas de

control. Estabilidad de sistemas.

10 12Tarea 9 Lugar geométrico de las raíces. Análisis de

sistemas.

12 13Tarea 10 Respuesta en frecuencia. Diagramas de

Bode y criterio de estabilidad de Nyquist.

14 15Tarea 11 Controlabilidad y observabilidad de

sistemas. Regulador por retroalimentación de estados.

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TrabajosSemana Inicia

Semana Entrega Tópico

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Trabajo 1. Sintonización de controladores PID y On-Off. Parte 1 Síntesis de funciones de transferencia con OpAm

8 11

Trabajo 1. Sintonización de controladores PID y On-Off.Parte 2 Control PID con LabVIEW y aplicación del método de criterios de Ziegler-Nichols y “respuesta plana”.

12 16Trabajo 2. Diseño de controladores usando LGR y respuesta en frecuencia.

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Exámenes

Día Tópico

12 febreroExamen 1.Modelado de sistemas dinámicos. Función de transferencia.

5 marzo

Examen 2. Regla de Mason y álgebra de bloques.Variables de estado, valores característicos y polos de una función de transferencia

13 abril

Examen 3. Estabilidad y análisis y diseño de sistemas dinámicos aplicando el lugar geométrico de las raíces.

Pendiente Examen final.

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Evaluación

Actividad Porcentaje

Tareas 10 %

3 exámenes parciales 45 %

2 Trabajos 20 %

Examen final 25 %

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Políticas generales

oAsistencia puntualoNo comer, beber, uso de celulares, salir de clase

durante la sesión.oConducta adecuada en el salón hacia los

compañeros y cuidado de las instalaciones.oNo usar gorras, sombreros o similares dentro de la

clase.

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Bibliografía

El libro de texto para este curso será

Nise N. (2002). Sistemas de Control para Ingeniería, 3ª Edición. México, D.F.: Editorial Patria, S.A. de C.V.

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Calculadoras y Software de Apoyo

Uso del paquete Matlab y LabVIEW en distintas actividades del curso.

Uso de la calculadora TI 89 Platinum o Voyage 200

Uso de mapas conceptuales, disponible en http://cmap.ihmc.us

Uso intensivo de la plataforma Blackboard

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Tareas

Revisar el plan de trabajo para las primeras tareas del curso.

Realizar el examen diagnóstico. Integrar los equipos de trabajo con tres

personas y asignarle un nombre distintivo, para el jueves 15 de enero de 2015.

Código de Ética para Estudiantes delTecnológico de Monterrey

Me comprometo a que mi actuación como estudiante del Tecnológico de Monterrey estará regida por el Respeto, Honestidad Académica, Responsabilidad y Compromiso con la Comunidad. En particular me comprometo a:

Respeto Hablar siempre con la verdad y el debido respeto a mis compañeros, profesores y personal del campus. Ser tolerante con mis compañeros, respetando la diversidad y libre expresión de ideas, creencias religiosas, tradiciones, culturas, y

puntos de vista. Mostrar consideración y agradecimiento hacia el personal del campus que, por su trabajo, crea un ambiente propicio para el aprendizaje.

Honestidad Académica No copiar en la realización de mis tareas académicas: reportes, ensayos, trabajos, exámenes, etc. No plagiar , entregar trabajos originales y respetar los derechos de autor en la realización de mis tareas académicas: reportes, ensayos,

trabajos, exámenes, etc.

Responsabilidad Participar activa y responsablemente en los trabajos en equipo que se me asignen y a fomentar un ambiente de colaboración y

solidaridad. Conocer y cumplir los reglamentos de la institución, en particular el Reglamento Académico y el Reglamento General de alumnos, y a

asumir con responsabilidad las consecuencias de mis acciones.

Compromiso con la comunidad Usar las instalaciones del campus con cuidado y a adoptar una actitud de austeridad en relación al uso de recursos materiales en

general.   Realizar mi Servicio Social Ciudadano con la más alta calidad, poniendo al servicio de la comunidad mis conocimientos académicos y

competencias personales. *

* Este último compromiso es solo para estudiantes de profesional

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