Nombre de la asignatura: Control Digital. Ingeniería en Electrónica. Edmundo Javier Ollervides Vázquez

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Control Digital Carrera: Ingeniería en Electrónica Clave de la asignatura: Horas teoría - horas práctica créditos: HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y Fecha de Elaboración o Revisión Instituto Tecnológico de la Laguna Participantes Edmundo Javier Ollervides Vázquez Observaciones (cambios y justificación) Ninguno

2 3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a) Relación con otras asignaturas del plan de estudios Anteriores Posteriores Asignatura Temas Asignatura Temas Sistemas Lineales I -Función de transferencia. -Controladores continuos. -Criterios de estabilidad: * Routh Hurwitz. *Lugar de las raíces. Instrumentación Industrial -Sistemas de procesamiento de datos. - Instrumentación digital. Sistemas Lineales II -Respuesta a la frecuencia -Criterios de estabilidad: *Margen de fase y margen y de ganancia. *Graficas de Nyquist. *Ecuaciones de estado. b) Aportación de la asignatura al perfil del egresado Conocimientos de modelado y funcionamiento de sistemas implantados con computadoras digitales, utilizados ampliamente en la instrumentación electrónica industrial. 4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Conocer la metodología de modelado matemático de los sistemas automáticos de control y los instrumentos electrónicos de medición implantados mediante computadoras digitales.

3 5.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas I Introducción al control digital. I.1 Definición del problema. I.2 Señales digitales en tiempo discreto. I.2 Sistemas de control muestreados. I.3 Ecuaciones en diferencias. I.4 Transformada z. I.5 Aplicación de la transformada z en la solución de ecuaciones en diferencias. II Representación de sistemas de control en tiempo discreto. II.1 Funciones de transferencia. II.2 Análisis de la respuesta transitoria y la respuesta estacionaria. II.3 Ecuaciones de estado de sistemas lineales en tiempo discreto. II.4 Solución de las ecuaciones de estado en tiempo discreto. III Análisis de estabilidad de sistemas de control en tiempo discreto. III.1 Criterios basados en el plano z. III.2.1 Prueba de estabilidad de Jury. III.2.2 Criterio de Routh Hurwitz. III.2.3 Método del lugar de las raíces. IV Diseño de sistemas de control en tiempo discreto III.2 Criterios basados en dominio de la frecuencia. III.2.1 Diagramas de Bode. III.2.2 Graficas de Nyquist. III.2.3 Margen de Ganancia y Margen de Fase IV.1 Implantación digital de controladores continuos. IV.2 Controladores digitales. IV.3 Diseño controladores en el dominio de la frecuencia. IV.4 Diseño de controladores en el plano z. IV.5 Diseño de controladores por ubicación de polos mediante la retroalimentación de estados.

4 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS - Sistemas control automático en tiempo continuo. - Respuesta a la frecuencia de sistemas continuos. - Instrumentación analógica. - Transductores de señal. 7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS GENERALES - Utilizar un simulador de sistemas de control (MatLab). - Uso de un proyector de imágenes por computadora. 8.- LINEAMIENTOS DE EVALUACIÓN - Exámenes escritos por unidad. - Evaluación práctica. - Proyecto final. 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Introducción al control digital. Obtener los conocimientos necesarios utilizados en el modelado matemático de los sistemas discretos Actividades de Aprendizaje I.1 Conocer la correspondencia entre el tiempo continuo y el tiempo discreto.. I.2 Utilizar modelados matemáticos discretos en el dominio del tiempo. I.3 Utilizar modelos matemáticos mediante la Transformada z. Información Unidad 2: Representación de sistemas de control en tiempo discreto. Representar sistemas dinámicos mediante la función de transferencia y la variable de estado en tiempo discreto. Actividades de aprendizaje II.1 Cálculo de Funciones de transferencia y respuesta transitoria. II.2 Cálculo de las ecuaciones de estado de sistemas lineales en tiempo discreto. II.3 Solución de las ecuaciones de estado en tiempo discreto. información

5 Unidad 3: Análisis de estabilidad de sistemas de control en tiempo discreto. Analizar la estabilidad de sistemas de control en tiempo discreto utilizando criterios definidos en el plano z y en el dominio de la frecuencia. Actividades de Aprendizaje III.1 Ejemplos de aplicación de los criterios basados en el plano z. III.2.1 Prueba de estabilidad de Jury. III.2.2 Criterio de Routh Hurwitz. III.2.3 Método del lugar de las raíces. III.2 Ejemplos de aplicación de los criterios basados en dominio de la frecuencia. III.2.1 Diagramas de Bode. III.2.2 Graficas de Nyquist. III.2.3 Margen de Ganancia y Margen de Fase Información UNIDAD 4: Diseño de sistemas de control en tiempo discreto Diseño analítico de controladores utilizando criterios en el plano z y en el dominio de la frecuencia. Actividades de Aprendizaje IV.1 Aplicaciones de la Implantación digital de controladores continuos. IV.2 aplicaciones de controladores digitales. IV.3 Ejemplo de diseño de un controlador en el dominio de la frecuencia. IV.4 Ejemplo de diseño de un controlador en el plano z. IV.5 Ejemplo de diseño de un controlador por ubicación de polos mediante la retroalimentación de estados. Información 10.- FUENTES DE INFORMACIÓN Benjamin C. Kuo. Digital Control Systems. HRW series in electrical and computer engineering Katsuhiko Ogata. Discrete-Time Control Systems. Prentice Hall Inc PRÁCTICAS - Instrumentación de un sistema mínimo con microcontrolador (Motorola, MicroChip, Intel, etc). - Instrumentación de un circuito para la conversión A/D. - Instrumentación de un circuito para la conversión D/A.

6 - Instrumentación digital de un controlador tipo PID. - Simulación de sistemas discretos con Simulink (MatLab).