Control I Participantes de las academias de ingenieräa electrånica de los Institutos TecnolÅgicos. Academias de IngenierÄa

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Control I IngenierÄa ElectrÅnica. Clave de la asignatura: Horas teoräa-horas pråctica-crçditos HISTORIA DEL PROGRAMA LUGAR Y FECHA DE ELABORACIÉN O REVISIÉN Orizaba, Veracruz del 25 de agosto al 29 del Institutos tecnolågicos de Mexicali B.C 23 al 27 de Febrero 2004 PARTICIPANTES Participantes de las academias de ingenieräa electrånica de los Institutos TecnolÅgicos. Academias de IngenierÄa ElectrÅnica. ComitÑ de consolidaciån de la carrera de IngenierÄa ElectrÅnica. OBSERVACIONES (CAMBIOS Y JUSTIFICACIÉN) ReuniÅn Nacional de EvaluaciÅn Curricular de la Carrera de IngenierÄa ElectrÅnica. AnÇlisis y enriquecimiento de las propuestas de los programas diseéados en la reuniån nacional de evaluaciån DefiniciÅn de los programas de estudio de la carrera de IngenierÄa ElectrÅnica.

2 3.- UBICACIÉN DE LA ASIGNATURA a). RelaciÑn con otras asignaturas del plan de estudio ANTERIORES POSTERIORES ASIGNATURAS TEMAS ASIGNATURAS TEMA Circuitos AnÇlisis Control II elñctricos I Transitorio, Ley de Kirchhoff, teorema de SuperposiciÅn. MatemÇticas V SoluciÅn de InstrumentaciÅn ecuaciones diferenciales ordinarias, Transformada de La_ place. Respuesta a la Frecuencia, Estabilidad CompensaciÅn Acciones BÇsicas de Control, Res_ puestas Transitorias b). AportaciÑn de la asignatura al perfil del egresado Le permitirç comprender y utilizar conceptos bçsicos de control en los sistemas fäsicos 4.- (S) GENERAL(ES) DEL CURSO El alumno comprenderç y utilizarç los conceptos bçsicos de control para el ançlisis y modelado de sistemas fäsicos 5.- TEMARIO NU M I TEMAS Conceptos bçsicos de control SUBTEMAS 1.1 Definiciones: Entrada, salida, planta, sistema, control, sistema de control, perturbaciån, lazo abierto, lazo cerrado, sistema lineal, sistema no lineal, variable controlada, variable manipulada, histñresis, fricciån, linealizaciån, funciån de transferencia, diagramas a bloques y flujo de seéal.

3 II. Modelados matemçticos de sistemas fäsicos ElÑctricos MecÇnicos: traslaciån y rotaciån 2.3 HidrÇulicos 2.4 NeumÇticos 2.5 FunciÅn de transferencia y AnalogÄas III. AnÇlisis de respuesta en el tiempo 3.1 Definiciones: Respuesta transitoria, respuesta estacionaria, seéales de entrada (impulso unitario, escalån unitario, rampa unitaria,) 3.2 Sistemas de primer orden 3.3 Sistemas de segundo orden 3.4 Sistemas de orden superior. IV Modos de control Modos de control: on-off, on-off con brecha diferencial, P, I, D, PI, PD, PID. SintonizaciÅn y optimizaciån V. Estabilidad 5.1 Criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz 5.2 Lugar de las raäces VI AnÇlisis de error 6.1 Errores estçticos y dinçmicos 6.2 Sensibilidad 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS

4 AplicaciÅn de: Leyes de Kirchhoff Teorema de superposiciån Ecuaciones diferenciales AnÇlisis transitorio Transformada de Laplace Variable compleja 7.- SUGERENCIAS DIDÖCTICAS Propiciar la bösqueda y selecciån de informaciån de los temas del curso. DiseÉar practicas para que el alumno las desarrolle en el laboratorio y solicitar el informe correspondiente. Fomentar la aplicaciån de software para la soluciån de problemas. Promover la soluciån de problemas en forma individual y grupal. Promover visitas industriales para observar aplicaciones de control. Promover la documentaciån del anteproyecto. 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÉN 8.1 Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio, de acuerdo a un formato previamente establecido Considerar la participaciån en las actividades programadas en la materia: ParticipaciÅn en clases Cumplimiento de tareas y ejercicios ExposiciÅn de temas asistencia paneles participaciån en congresos o concursos reportes de visitas industriales 8.3 Aplicar exçmenes escritos considerando que no sea el factor decisivo para la acreditaciån del curso. 8.4 Revisar el desarrollo de la documentaciån del anteproyecto. 8.5 Considerar el desempeéo integral del alumno. 1

5 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad I. Nombre de la Unidad: CONCEPTOS BASICOS DE CONTROL El alumno comprenderç los conceptos fundamentales de los elementos y sistemas de control Buscar y seleccionar informaciån general de conceptos y definiciones de control Comprender las definiciones de los elementos y sistemas bçsicos de control. 1,2,3,4,5,6,7, 8,9, 11 Unidad II. Nombre de la unidad: MODELADO MATEMÜTICO DE SISTEMAS FISICOS El alumno obtendrç el modelo matemçtico de sistemas fäsicos Buscar y seleccionar informaciån de las leyes del comportamiento fäsico de sistemas. Obtener modelos matemçticos de sistemas elñctricos. Obtener modelos matemçticos de sistemas mecçnicos. Obtener modelos matemçticos de sistemas hidrçulicos. Obtener modelos matemçticos de sistemas neumçticos. Establecer la funciån de transferencia y analogäas entre sistemas fäsicos de diferentes Çreas. 3,4,5,9,10 3,4,5,9,10 4,5,9, ,9,10 Unidad III.

6 Nombre de la unidad: ANÜLISIS DE RESPUESTA EN EL TIEMPO El alumno obtendrç la respuesta en el dominio del tiempo de sistemas fäsicos Buscar y seleccionar informaciån de respuesta en el tiempo de diferentes sistemas fäsicos. Conocer e identificar elementos de entrada y salida de sistemas de control en el dominio del tiempo. Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de primer orden. Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de segundo orden. Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de orden superior. 1,2,3,4,6,7,8,9 1,2,3,4,6,7,8,9 1,2,3,4,6,7,8,9 1,2,3,4,6,7,8,9 Unidad IV. Nombre de la unidad: MODOS DE CONTROL El alumno ajustara y aplicara los diferentes modos de control y sus efectos en la respuesta de los sistemas Buscar y seleccionar informaciån de los modos de control y sintonizaciån. Comprender la contribuciån de los modos de control y sus combinaciones en los procesos, asä como la selecciån de los mismos. Aplicar tñcnicas de sintonizaciån y optimizaciån de controladores 3,4,6,8 7,9 Unidad V. Nombre de la unidad: ESTABILIDAD El alumno analizara la estabilidad de sistemas de control Unidad VI Aplicar las tñcnicas de estabilidad del criterio de Routh-Hurwitz Obtener, analizar y aplicar las graficas del lugar de las raäces de sistemas de control. 1,3,4,5,6 1,3,4,5,8,9

7 Nombre de la unidad: ANÜLISIS DE ERROR El alumno obtendrç el error estçtico y dinçmico de un sistema Identificar y obtener los diferentes tipos de errores en un sistema. Aplicar el concepto de sensibilidad en un sistema. Aplicar el error obtenido de un sistema para la optimizaciån del controlador 4,5,6,7,8 1,4,6 3,4,7 10. FUENTES DE INFORMACIÉN 1.- RetroalimentaciÅn y sistemas de control Joseph J. Distefano, Allen R. Stubberud e Ivan J. Williams Ed. Mc Graw Hill 2.- Control AutomÇtico de Procesos TeorÄa y practica Carlos A. Smith y Armando B. Corripio Ed. Limusa 3.- Sistemas de control automçtico BenjamÄn C. Kuo Ed. Prentice Hall 4.- IngenierÄa de control moderno Katsuhiko Ogata Ed. Prentice Hall 5.- Control de sistemas continuos Problemas resueltos Antonio Barrientos, Fernando Matia, Ricardo Sanz y Ernesto Gamboa. Mc Graw Hill 6.- Sistemas de control moderno Analisis y diseéo Walter J. Grantham y Thomas L. Vincent Ed. Limusa 7.- IntroducciÅn a la ingenieria de control automatico JesÖs E. RodrÄguez Avila Ed. Mc Graw Hill 8.- Sistemas de control lineal Charles E. Rohrs, James L. Melsa y Donald G. Schuts Ed. Mc Graw Hill

8 9.- Feedback control system analysis y synthesis J. J. D azzo y C. H. Houpis Ed. Mc Graw Hill 10.-Dinamica de Sistemas Katsuhiko Ogata Ed. Prentice Hall 11.- SoluciÅn de problemas de ingenieräa con matlab Dolores M. Etter Ed. Prentice Hall 11. PRÖCTICAS ObtenciÅn de modelos matemçticos de sistemas fäsicos con su respuesta a una seéal de entrada y verificarlo con un simulador. ConstrucciÅn de circuitos elñctricos con una seéal de entrada y obtenciån de la salida para analizar su respuesta en el tiempo. DiseÉo y construcciån de un circuito elñctrico representativo de un controlador y obtenciån de su salida en forma matemçtica, simulada y real. Identificar y sintonizar un controlador en forma matemçtica, simulada y real.