Programas de las asignaturas de ing mec elec y electro€¦ · ii operaciÓn y estabilidad de...

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SEXTO SEMESTRE

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón

Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MÁQUINAS SÍNCRONAS Y DE CORRIENTE DIRECTA (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico – Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Sexto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electricidad Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO-LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Transformadores y Motores de Inducción (L)

SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:

Instalaciones Eléctricas Industriales (Módulo de Energía Eléctrica), Sistemas Eléctricos de Potencia I, Plantas Generadoras (Optativa) y Sistemas de Transporte Eléctrico (Optativa)

OBJETIVO DEL CURSO:

Conocer los principios básicos de operación de las máquinas síncronas y de corriente directa y analizar cualitativa y cuantitativamente su funcionamiento, apoyándose en los fenómenos físicos que lo justifiquen.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I TEORÍA BÁSICA DE LA MAQUINA SÍNCRONA 8.0 2.0 II OPERACIÓN Y ESTABILIDAD DE GENERADORES SÍNCRONOS 12.0 6.0 III OPERACIÓN DE MOTORES Y CAPACITORES SÍNCRONOS 6.0 2.0 IV SISTEMAS EXCITADORES 3.0 2.0 V FUNCIONAMIENTO TRANSITORIO DEL GENERADOR SÍNCRONO 5.0 2.0 VI TEORÍA BÁSICA DE LA MÁQUINA DE C.D. 8.0 6.0 VII ANÁLISIS DE RESPUESTA DE GENERADORES Y MOTORES DE

C.D. 14.0 8.0

VIII CONTROL DE RESPUESTA DE GENERADORES Y MOTORES DE C.D. 8.0 4.0

Total de horas 64.0 32.0

Total : 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "TEORÍA BÁSICA DE LA MÁQUINA SÍNCRONA" Objetivo: Conocer la estructura de la máquina síncrona con sus variantes y auxiliares, interpretará las

fórmulas y diagramas de operación y el significado de los parámetros. Contenido:

I.1 Generación de fuerzas electromotrices alternas, monofásicas y polofásicas. I.2 Estructura de la máquina sincrona: rotor, estator y sistema de enfriamiento. I.3 Tipos de rotores. I.4 Relación entre frecuencia y velocidad. I.5 Fuerzas electromotrices inducidas en los devanados. I.6 Circuito equivalente y diagrama fasorial. I.7 Reactancia síncrona.

TEMA II "OPERACIÓN Y ESTABILIDAD DE GENERADORES SÍNCRONOS" Objetivo: Analizar el comportamiento y condiciones de estabilidad del generador síncrono bajo su

diferentes condiciones de carga y excitación. Contenido:

II.1 Características de circuito abierto y corto circuito. II.2 Análisis de comportamiento bajo diferentes condiciones de carga y factor de potencia. II.3 Operación a FP=0. II.4 Diagrama de Potier. II.5 Teoría de las dos reactancias (diagrama de Blondel). II.6 Angulo de potencia. II.7 Operación en paralelo. II.8 Especificaciones. II.9 Diagrama de capabilidad.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA III "OPERACIÓN DE MOTORES Y CAPACITORES SÍNCRONOS" Objetivo: Analizar el comportamiento de motores síncronos bajo diferentes condiciones de carga y

excitación, así como el uso de capacitores síncronos para corrección del factor de potencia. Contenido:

III.1 Diferencias entre el motor y el generador. III.2 Principio de operación Arranque. III.3 Diagrama fasorial. III.4 Curvas "V". III.5 Análisis de comportamiento bajo diversas condiciones de carga. III.6 Control del factor de potencia. III.7 Arranque. III.8 Especificaciones.

TEMA IV "SISTEMAS EXCITADORES" Objetivo: Conocer los diferentes sistemas para excitar y controlar el campo de las máquinas síncronas. Contenido:

IV.1 Excitación de la máquina síncrona con uno y con dos generadores de C. D. IV.1 Excitación sin escobillas. IV.1 Excitación por estado sólido.

TEMA V "FUNCIONAMIENTO TRANSITORIO DEL GENERADOR SÍNCRONO" Objetivo: El alumno analizará el comportamiento del generador síncrono bajo condiciones transitorias. Contenido:

V.1 Corto circuito trifásico. V.2 Reactancias subtransitorias y transitorias. V.3 Corrientes eficases e instantáneas.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA VI "TEORÍA DE LA MÁQUINA DE C.D." Objetivo: Describir la estructura de la máquina de C. D. y sus variantes y deducirá las fórmulas básicas de

su comportamiento. Contenido:

VI.1 Estructura de la máquina de C.D. VI.2 Tipos de bobinas de excitación. VI.3 Ecuación de Froelich. VI.4 Circuito eléctrico. VI.5 Descripción de embobinados de armadura. VI.6 Fuerza electromotriz inducida. VI.7 Conmutación. VI.8 Curva de saturación en vacío. VI.9 Reacción de armadura. VI.10 Interpolos y/o embobinados de compensación. VI.11 Pérdidas.

TEMA VII "ANÁLISIS DE RESPUESTA DE GENERADORES Y MOTORES DE C. D." Objetivo: El alumno analizará el comportamiento de las variables de respuesta de los distintos tipos de

generadores y motores bajo diversas condiciones de carga. Contenido:

VII.1 Clasificación. VII.2 Ecuaciones básicas de equilibrio de generadores. VII.3 Aplicación de cada tipo de generador. VII.4 Curvas de respuesta de generadores. VII.5 Par mecánico absorbio en el generador. VII.6 Ecuaciones básicas de equilibrio de motores. VII.7 Aplicación a cada tipo de motor.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS VII.8 Curvas de respuesta de motores. VII.9 Par mecánico entregado por el motor. VII.10 Potencias eléctricas, mecánica y eficiencia. VII.11 Aplicaciones de motores. VII.12 Especificaciones.

TEMA VIII "CONTROL DE RESPUESTA DE GENERADORES Y MOTORES DE C.D." Objetivo: El alumno analizará los requerimientos para el control de generadores motores y seleccionará el

conjunto adecuado para un uso específico. Contenido:

VIII.1 Control de voltaje de generadores. VIII.2 Operación en paralelo de generadores. VIII.3 Protección de generadores. VIII.4 Corriente de arranque de motores y uso de arrancadores. VIII.5 Especificaciones de arrancadores. VIII.6 Control de velocidad. VIII.7 Protección de motores.

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Bibliografía Básica

Temas para los que se recomienda.

Perez Amador B. V. Generadores, Motores y Transformadores Eléctricos Apuntes de la Facultad de Ingeniería., 632 pp. 1994

TODOS

Nasar S.A. Y Unnewehrl E. Electromecánica y Máquinas Eléctricas Limusa, México, 442 pp. 1987

TODOS

Mc. Pherson, G. Introducción a las Máquinas Eléctricas y Transformadores México Limusa 1987

TODOS

Bibliografía Complementaria Temas para los que se

recomienda.Gingrich, H, W. Máquinas Eléctricas Transformadores y Controles México Prentice-Hall, 365 pp. 1980

TODOS

Langsdorf, A. S. Principios de Máquinas de Corriente Continua México Mc. Graw-Hill, 371 pp. 1977

TODOS

Lister E.C. Máquinas y Circuitos Eléctricos México Mc. Graw-Hill. 1975.

TODOS

Gourishankar, V. Conversión de Energía Electromecánica México, Representación y Servicios de Ingeniería. 1969

TODOS

Siskind, Ch., S. Electrical Machines Mc. Graw-Hill, 342 pp. 1959

TODOS

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SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN

Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) ( ) ( ) ( )

Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros

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PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA

Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciatura cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico – Práctico Clave: Créditos: 8 Carácter: Obligatoria Semestre: Séptimo Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electrónica Horas: 80 Horas/Semana Teoría: 3.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO-LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Diseño Lógico (L)


Microprocesadores y Microcontroladores (L)

OBJETIVO DEL CURSO:

Comprender y diseñar circuitos electrónicos digitales con base en los conceptos de la electrónica digital moderna y los lenguajes descriptivos estandarizados.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I INTRODUCCIÓN 1.5 0.0 II ARQUITECTURAS ELECTRÓNICAS DIGITALES PARA LA

SÍNTESIS DE FUNCIONES LÓGICAS 6.0 4.0

III LENGUAJES DESCRIPTIVOS DE CIRCUITOS (HDL´S) 18.0 12.0 IV LÓGICA DE TRANSISTOR Y SU IMPLICACIÓN CON HDL´S 13.5 12.0 V TECNOLOGÍA DE PROGRAMACIÓN ESTÁNDAR EN

DISPOSITIVOS LÓGICOS 9.0 4.0


Total : 80.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I “INTRODUCCIÓN” Objetivo: Situar al alumno en cuanto a antecedentes y actualidades en el diseño electrónico digital. Contenido:

I.1 Introducción.

I.1.1 Problemática en el diseño electrónico digital tradicional con base en los antecedentes del alumno.

I.1.2 Necesidades del diseño electrónico actual. I.2 Aplicaciones.

TEMA II “ARQUITECTURAS ELECTRÓNICAS DIGITALES PARA LA SÍNTESIS DE FUNCIONES LÓGICAS” Objetivo: Complementar los conocimientos del diseño digital en la síntesis de funciones lógicas

empleando dispositivos lógicos programables básicos. Contenido:

II.1 Síntesis de funciones lógicas.

II.1.1 Decodificación, multiplexaje. II.1.2 Memorias, PLA y PAL. II.1.3 Tablas de búsqueda (LUT’s).

II.2 Lenguajes no estandarizados para la programación de arreglos lógicos programables.

II.2.1 Programación de arreglos lógicos. TEMA III “LENGUAJES DESCRIPTIVOS DE CIRCUITOS (HDL´S)” Objetivo: Asimilar y poner en práctica la descripción de circuitos electrónicos digitales por medio de un

lenguaje estándar. Contenido:

III.1 Introducción a los HDL´s.

III.1.1 Características generales de los dispositivos lógicos programables complejos (CPLD’s) y necesidades en el diseño con CPLD’s.

III.1.2 Lenguajes estandarizados de descripción de circuitos: VHDL y Verilog. III.2 Metodologías de diseño.

III.2.1 Down–Top vs. Top–Down. III.2.2 Diseño jerárquico.

III.3 Concepto de Entidad y Arquitectura. III.4 Tipos y operadores de datos básicos.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.5 Constantes, señales y variables. III.6 Estilos de programación.

III.6.1 Estilo Estructural. III.6.2 Estilo comportamental o funcional. III.6.2.1 Flujo de datos.

III.7 Algorítmico.

III.7.1 Procesos concurrentes. III.7.2 Descripción de circuitos combinacionales y secuenciales. III.7.3 Descripción de Máquinas de estados (Modelo Mealy y Modelo Moore).

III.8 Alcances y perspectivas de los HDL’s.

III.8.1 El FPGA, los ASIC’s y la programación de circuitos analógicos. III.9 Descripción de Circuitos de Aplicación Específica.

TEMA IV “LÓGICA DE TRANSISTOR Y SU IMPLICACIÓN CON HDL´S” Objetivo: Diseñar circuitos electrónicos digitales desde un bajo nivel de abstracción.

IV.1 Arquitecturas lógicas con transistores bipolares. IV.2 Arquitecturas lógicas con transistores de efecto de campo. IV.3 Tecnología de transistor FAMOS y FLOTOX. IV.4 Descripción de lógica de transistor con HDL´s.

TEMA V “TECNOLOGÍA DE PROGRAMACIÓN ESTÁNDAR EN DISPOSITIVOS LÓGICOS” Objetivo: Conocer y aplicar los principales estándares bajo los que se sustenta la tecnología de

Dispositivos Lógicos Programables y las perspectivas que se tiene de ellos. V.1 Programables en sistema (isp). V.2 Diseño de un programador básico compatible con el estándar JTAG. V.3 Alcances y perspectivas de la electrónica digital programable.

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BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica


John F Wakerly. Digital Design:Principles and Practices and Xilinx 4.2i Student Package(International Edition),Third Edition USA, Prentice Hall, 650 pp. 2003

TODOS

Fernando Pardo y José A. Boluda. VHDL Lenguaje para síntesis y modelado de circuitos, 2ª ed., México, Alfaomega, 272 pp. 2003

TODOS

IEEE-1076. Standard VHDL Language Reference Manual 1993.

TODOS

Sedra & Smith. Circuitos Microelectrónicos Oxford University Press, México, 1236 pp. 1998.

TODOS


recomienda.David G. Maxinez, Jessica Alcalá. VHDL, El arte de programar sistemas digitales, primera edición Editorial: CECSA, , 368p 2002

TODOS

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico - Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Sexto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electrónica Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Dispositivos Electrónicos (L)


Electrónica de Potencia (L), Sistemas Analógicos (L) (Optativa) y Circuitos para Comunicaciones (Optativa).

OBJETIVO DEL CURSO:

Analizar y aplicar algunas técnicas de diseño de los subsistemas más importantes que integran los sistemas analógicos basados en amplificadores operacionales, considerando las limitaciones de los circuitos integrados que se utilizan.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL 10.0 5.0 II AMPLIFICADORES ESPECIALES 8.0 4.0 III OSCILADORES 10.0 5.0 IV CIRCUITOS NO LINEALES PARA EL PROCESAMIENTO DE

SEÑALES 18.0 9.0

V EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL REAL 8.0 4.0 VI MALLAS DE FASE ENCADENADAS 10.0 5.0


Total : 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I “EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL” Objetivo: Analizar circuitos con amplificadores operacionales, considerando el amplificador

operacional ideal. Contenido:

I.1 Características del amplificador operacional ideal (símbolo, ecuación característica, ganancia,

impedancia de entrada, impedancia de salida, ancho de banda, potencia de entrada, potencia de salida, rapidez de excursión, ruido, corrimiento, etc.).

I.2 Etapas del amplificador operacional. I.3 Modelo del amplificador operacional ideal. I.4 Respuesta a dos voltajes de entrada en malla abierta con voltajes de alimentación acotados. I.5 Análisis de circuitos con retroalimentación negativa.

I.5.1 Efecto de la retroalimentación negativa y su ecuación general. I.5.2 El amplificador inversor y el no inversor. I.5.3 El seguidor de voltaje. I.5.4 El sumador y el restador. I.5.5 El integrador y el derivador. I.5.6. Construcción de circuitos con funciones de transferencia de primer y segundo orden.

I.6 Análisis y diseño de circuitos con amplificadores operacionales utilizando software.

TEMA II “AMPLIFICADORES ESPECIALES” Objetivo: Analizar los amplificadores operacionales de aplicaciones específicas. Contenido:

II.1 Amplificadores de instrumentación. II.2 Amplificador Norton. II.3 Amplificadores de transconductancia. II.4 Amplificadores de aislamiento. II.5 Amplificadores programables. II.6 Amplificadores de audio.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA III “OSCILADORES” Objetivo: Analizar y aplicar algunas técnicas de diseño de los circuitos osciladores empleados con

mayor frecuencia. Contenido:

III.1 Osciladores de onda cuadrada. III.2 Osciladores de onda triangular. III.3 Osciladores de diente de sierra. III.4 Osciladores de onda senoidal.

III.4.1 Criterio de oscilación. III.4.2 Criterio de Barkhausen. III.4.3 Oscilador de puente de Wien. III.4.4 Oscilador por cambio de fase.

III.5 Osciladores con cristal. III.6 Circuitos integrados osciladores. III 7 Análisis y diseño de osciladores utilizando computadora.

TEMA IV “CIRCUITOS NO LINEALES PARA EL PROCESAMIENTO DE SEÑALES” Objetivo: Analizar los circuitos no lineales que utilizan al amplificador operacional para el

procesamiento de señales. Contenido:

IV.1 Rectificadores de precisión. IV.2. Detectores de pico. IV.3. Comparadores.

IV. 3.1. Comparador de nivel. En malla abierta. IV. 3.2. Comparador con histéresis. IV. 3.3. Comparador de ventana. IV. 3.4. Funcionamiento y características de los comparadores de voltaje integrado.

IV.4.Amplificador logarítmico y antilogarítmico. IV.5 Multiplicadores analógicos.

IV.5 1 Características. IV.5 2 Duplicador de frecuencia. IV.5.3 Elevadores al cuadrado IV.5.4 Extractores de raíz cuadrada. IV.5.5 Divisor analógico.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS IV.5.6 Detección de ángulo de fase. IV.5 7 Modulador y demodulador.

IV.6 Convertidores Analógico-Digital y Digital-Analógico integrados. IV.7 Amplificadores clase “D”. IV.8 Diseño y análisis de circuitos no lineales mediante el uso de la computadora.

TEMA V “EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL REAL” Objetivo: Analizar y diseñar circuitos con amplificadores operacionales tomando en cuenta sus

características, limitaciones y las especificaciones del fabricante. Contenido:

V.1 Ganancias del amplificador operacional.

V.1.1 Ganancia de voltaje en modo diferencial. V.1.2 Ganancia de voltaje en modo común. V.1.3 Razón de rechazo de modo común.

V.2 Influencia de la resistencia de entrada del amplificador operacional. V.3 Influencia de la resistencia de salida del amplificador operacional. V.4 Desajustes del amplificador operacional.

V.4.1 Influencias del voltaje y la corriente de desajuste. V.4.2 Influencia de la corriente de polarización de entrada. V.4.3 Compensación de desajustes.

V.5 Respuesta en frecuencia del amplificador operacional.

V.5.1 Ancho de banda. V.5.2 Margen de fase. V.5.3 Compensación en frecuencia.

V.6 Rapidez de respuesta. V.7 Ruido en el amplificador operacional. V.8 Amplificadores operacionales BIFET y CMOS. V.9 Análisis y diseño de circuitos con amplificadores operacionales utilizando software, tomando

en cuenta sus parámetros reales. TEMA VI “MALLAS DE FASE ENCADENADAS” Objetivo: Conocer el funcionamiento básico del PLL y sus aplicaciones fundamentales. Contenido:

VI.1 Curvas características de operación.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS VI.2 Componentes de un PLL.

VI.2 1 Modelo esquemático de un circuito PLL. VI.2 2 Detectores de fase. VI.2 3 Osciladores controlados por voltaje. VI.2 4 Filtros activos de primer y segundo orden.

VI.3 Principio de operación de un circuito PLL. VI.4 Circuito integrado PLL. VI.5 Aplicaciones del circuito PLL.

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Stanley William D. Operacional Amplifiers with Linear Integrated Circuits, 3a. ed, Estados Unidos, Prentice Hall 1994.

TODOS

Dailey Denton J. Operacional Amplifiers and Linear Integrated Circuits Theory and Applications Estados Unidos, Mc. Graw Hill, 418 p. 1995

TODOS


recomienda.Coughlin Robert F. y Frederick F. Driscoll. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales 5a. ed., México, Prentice Hall 1999.

TODOS

Wait Jhon V. , Huelsman Lawrence P. and Korn Granino A. Introduction to Operational Amplifiers Theory and Applications 2ª. ed., Estados Unidos, Mc. Graw Hill, 480 pp 1992.

TODOS

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: SISTEMAS DE CONTROL (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico – Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Sexto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Control Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Dinámica de Sistemas Físicos


Control de Procesos (Optativa).

OBJETIVO DEL CURSO:

El alumno comprenderá, analizará y diseñará sistemas de control continuo y discreto utilizando métodos del dominio del tiempo y la frecuencia.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I SISTEMAS DE CONTROL. 12.0 4.0. II CONTROLADORES. 13.0 8.0 III ESTABILIDAD. 14.0 8.0 IV COMPENSACIÓN. 13.0 6.0 V DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL EN EL DOMINIO DEL

TIEMPO. 12.0 6.0 Total de Horas 64.0 32.0

TOTAL: 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I “SISTEMAS DE CONTROL” Objetivo: El alumno comprenderá y aplicará los métodos de representación esquemática y analítica de

sistemas de control, empleando diagramas de bloques y la Computadora personal. Contenido:

I.1. Sistemas de una entrada y una salida. I.2 Sistemas de múltiple entrada y múltiple salida. I:3. Los sistemas lineales. I.4. Sistemas de control de lazo abierto y de lazo cerrado. I.5. Efectos de la retroalimentación. I.6. Representación de sistemas mediante diagramas de bloques.

I.6.1. Representación de sistemas continuos. I.6.2. Representación de sistemas discretos.

I.7. La formula de Mason, la función y la matriz de transferencia.

TEMA II. “CONTROLADORES” Objetivo: El alumno conocerá, analizará y diseñará los tipos de controladores comúnmente empleados en

la industria y su estudio con la computadora. Contenido:

II.1. Errores de estado estable en los sistemas de control. II.2. Controladores típicos.

II.2.1. Controladores de dos posiciones. II.2.2. Controlador proporcional. II.2.3. Control proporcional Integral. II.2.4. Controlador proporcional-integral-derivativo.

II.3. Equivalentes discretos de los controladores proporcional-integral-derivativo.

II.3.1. Métodos de aproximación mediante integración numérica. II.3.2. Discretización de funciones de transferencia continuas por el método “reten de orden

cero” (ROC).

II.4. Estudio de los controladores con el auxilio de la computadora.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA III “ESTABILIDAD” Objetivo: El alumno conocerá y aplicará las principales técnicas de análisis y diseño de sistemas lineales

de control en función de la estabilidad. Contenido:

III.1. Concepto de estabilidad. III.2. Técnicas de estudio de la estabilidad en sistemas continuos.

III.2.1. Criterio de Routh. III.2.2. Método de Evans Lugar Geométrico de las Raíces. III.2.3. Criterio de estabilidad de Nyquist. III.2.4 Márgenes de fase y ganancia. III.2.5. Carta de Nichols.

III.3. Técnicas de estudio de la estabilidad en sistemas discretos.

III.3.1. Criterio de Jury. III.3.2. Criterio de estabilidad de Nyquist. III.3.3. Particularidades del lugar geométrico de las raíces para sistemas discretos.

III.4. Trazo de las gráficas de estabilidad con la computadora.

TEMA IV “COMPENSACIÓN” Objetivo: El alumno conocerá y aplicará las técnicas que permiten modificar el comportamiento y

respuesta de los sistemas lineales mediante redes de compensación, con base en la aplicación de la función de control.

Contenido:

IV.1. Compensación empleando el lugar geométrico de las raíces. IV.2. Compensación empleando los diagramas de Bode. IV.3. Redes de adelanto-atraso. IV.4. Estudio de la compensación con apoyo de la computadora.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA V “DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL EN EL DOMINIO DEL TIEMPO” Objetivo: El alumno conocerá y aplicará los procedimientos de diseño de sistemas de control, empleando

los modelos de variables de estado y aplicando la computadora para sintetizar las operaciones y obtención de resultados.

Contenido:

V.1. Conceptos de Controlabilidad y Observabilidad. V.2. Retroalimentación del Estado. V.3. Diseño de observadores. V.4. Aplicación de la computadora para el diseño de sistemas de control.

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Nise Norman. Sistemas de Control para Ingeniería, 3ª Ed. México, CECSA, 970 pp. 2002

TODOS

Ogata, K. Ingeniería de control moderno Pearson, México, 965 pp. 2003

TODOS

Eronini-Umez. Dinámica de sistemas y control Thomson, 993 pp. 2001

TODOS


recomienda.Bolton, W. Ingeniería de Control, 2a edición México, Alfaomega, 416 pp. 2001

TODOS

Kuo, Benjamin Automatic Control Systems, 8 edition E.E.U.U., Wiley, 624 pp. 2002

TODOS

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Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FILTRADO Y MODULACIÓN (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico – Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Sexto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Comunicaciones Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Dinámica de Sistemas Físicos


Comunicaciones Digitales (L)

OBJETIVO DEL CURSO:

Diseñar filtros analógicos o digitales para requerimientos específicos dentro de un sistema de comunicaciones y comprender las técnicas de modulación analógica para su adecuada utilización en la transmisión de las señales.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I INTRODUCCIÓN 6.0 0.0 II FILTRADO ANALÓGICO 12.0 6.0 III FILTRADO DIGITAL 10.0 6.0 IV MODULACIÓN LINEAL 12.0 8.0 V MODULACIÓN ANGULAR 12.0 6.0 VI MODULACIÓN POR PULSOS 6.0 4.0 VII APLICACIONES 6.0 2.0


Total : 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "INTRODUCCIÓN"

Objetivo: Conocer la estructura general de los sistemas de comunicaciones eléctricos, los

procesamientos que se llevan a cabo sobre las señales en ellos y los factores que alteran a las señales en una transmisión.

Contenido:

I.1 Panorama general de las telecomunicaciones. I.2 Sistemas típico de comunicación: transmisor, canal y receptor. I.3 Factores que alteran a las señales en los sistemas de comunicaciones; distorsión, interferencia,

ruido y atenuación. I.4 Necesidad del filtrado y la modulación.

TEMA II "FILTRADO ANALÓGICO" Objetivo: Comprender la teoría de los filtros analógicos y las técnicas básicas del diseño de ellos. Contenido:

II.1 Concepto de filtrado

II.1.1 Filtros ideales (Pasa altas, pasa bajas, pasa banda, supresor de banda). II.1.2 Construcción de filtros ideales a partir del los filtros pasa bajas y pasa altas. II.1.3 Filtros realizables y las diferencias con los filtros ideales.

II.2 Filtros pasivos

II.2.1 Filtros pasivos y su función de transferencia (red paso bajas, red paso altas y redes en cascada).

II.2.2 Diagramas de ganancia en el dominio de la frecuencia. II.2.3 Efectos en la frecuencia de corte al usar los filtros en cascada. II.2.4 Diseño de filtros pasivos.

II.3 Filtros activos

II.3.1 Diferencias entre los filtros pasivos y filtros activos. II.3.2 Aproximaciones: Butterworth, Chebyschev, Bessel. II.3.3 Topologías bicuadráticas usando amplificadores operacionales. II.3.4 Topologías con retroalimentación negativa. II.3.5 Topologías con retroalimentación positiva. II.3.6 Diseño de filtros activos.

II.4 Análisis y diseño de filtros pasivos y activos utilizando computadora.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA III "FILTADO DIGITAL" Objetivo: Comprender la teoría de los filtros digitales y las técnicas básicas de su diseño. Contenido:

III.1.Introducción a los filtros digitales. III.2 Estructuras de filtros digitales.

III.2.1 Filtros de respuesta al impulso infinita, (IIF). III.2.2 Filtros de respuesta al impulso finita, (FIR).

III.3 Realización de filtros digitales.

III.3.1 Forma directa. III.3.2 En cascada. III.3.3 Por muestreo en frecuencia. III.3.4 En paralelo. III.3.5 En escalera.

III.4 Diseño de filtros digitales.

III.4.1 Diseño de filtros IIR a partir de filtros analógicos. III.4.2 Diseño directo de filtros IIR. III.4.3 Diseño de filtros FIR.

III.5 Análisis y diseño de filtros digitales utilizando computadora.

TEMA IV "MODULACIÓN LINEAL" Objetivo: Comprender las características fundamentales de las diversas técnicas de modulación lineal y

sus aplicaciones básicas. Contenido:

IV.1 Técnicas de modulación lineal. Ecuaciones, espectros y potencias medias de las señales de doble banda lateral (DSB), modulación en amplitud (AM), banda lateral única (SSB) y banda lateral residual (VSB).

IV.2 Moduladores. IV.3 Demodulación síncrona y asíncrona. IV.4 Demoduladores. IV.5 Conversión de frecuencia. IV.6 Convertidores de frecuencia. IV.7 Multiplicadores de frecuencia. IV.8 Concepto básico de la multicanalización por división de frecuencia.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS IV.9 Multicanalización por cuadratura. IV.10 Interferencia y ruido en sistemas de modulación lineal.

TEMA V "MODULACIÓN ANGULAR" Objetivo: Comprender las características fundamentales de las técnicas de modulación angular. Contenido:

V.1 Técnicas de modulación angular.

V.1.1 Modulación en frecuencia (FM) y modulación en fase (PM). V.1.2 Ecuaciones de las señales de F.M. y de P. M. Definiciones de los parámetros que aparecen

en las señales de F.M. y de P.M. V.2 Espectros de las señales de F.M. y de P.M.

V.2.1 Para una modulación mediante un tono. V.2.2 Para una modulación mediante una señal multitono.

V.3 Potencia media de las señales de F.M. y de P.M. V.4 Criterios para determinar el ancho de banda de las señales de F.M. y P.M. V.5 Modulación angular de banda ancha: W.B.F.M. y W.B.P.M. V.6 Modulación angular de banda angosta: N.B.F.M. y N.B.P.M.

V.7 Conversiones F.M. a P.M. y P.M. a F.M. V.8 Generación de F.M. por métodos directos. V.9 Generación de F.M. por métodos indirectos. V.10 Demodulación de señales de F.M. V.11 Interferencia y ruido en sistemas de modulación angular. V.12 Pre-énfasis y de-énfasis. V.13 Efecto de umbral.

TEMA VI "MODULACIÓN POR PULSOS" Objetivo: Comprender las características fundamentales de las diversas técnicas de modulación

analógica por pulsos y sus aplicaciones básicas. Contenido:

VI.1.Teorema del muestreo.

183

OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS VI.2 Técnicas de modulación analógica por pulsos.

VI.2.1 Modulación de amplitud (PAM). VI.2.2 Modulación de posición (PPM). VI.2.3 Modulación de duración (PCM).

VI.3 Conceptos básicos de la multicanalización por división de tiempo.

TEMA VII "APLICACIONES" Objetivo: Dar a conocer mediante diversos ejemplos de sistemas prácticos la aplicación de los

conceptos de filtrado y modulación. Contenido:

VII.1 Ecualizadores de audio. VII.2 Redes de crossover. VII.3 Filtros para señales biológicas. VII.4 Receptor superheterodino de A.M. VII.5 Sistema para la generación de F.M. estéreo. VII.6 Receptor superheterodino de F.M. monofónico y estéreo. VII.7 Jerarquías en la multicanalización por división en frecuencia. VII.8 Enmascaradores.

184



Haykin, Simon. An introduction to communications systems, 4ta edición E.E.U.U, John Wiley and Sons, Inc, 840 pp. 2001

I, III, IV, V, VI y VII

Couch, Leon W. Digital and analog communication systems, 8a. ed. Pearson US Imports & PHIPES. 2002


Carlson, Bruce A, Rutglege, Janet C. And Crilly, Paul B. Communications Systems, 4ta edición E.E.U.U., McGraw Hill Book Co, 864 pp. 2002


Coughlin Robert F. y Frederick F. Driscoll. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales, 5a. ed., México, Prentice Hall. 1999

II


recomienda.JARDON, Hildeberto Fundamentos de los sistemas modernos de comunicación México, Editorial Alfaomega, 504 pp. 2002

IV, V, VI y VII

185

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) (X) ( ) ( )


(X) (X) (X) (X) (X) ( )


Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

Programas de las asignaturas de ing mec elec y electro€¦ · ii operaciÓn y estabilidad de...

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