UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO UBICACIÓN DIVISIÓN DE DOCENCIA DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN Y DESARROLLO EDUCATIVO PROGRAMA DE ESTUDIO LICENCIATURA EN: SISTEMAS COMPUTACIONALES (Nombre completo) NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Interfases CLAVE SEMESTRE CARGA HORARIA SEMANAL CARGA HORARIA SEMESTRAL CRÉDITOS* SERIACIÓN ANTECEDENTE CONSECUENTE Teoría Práctica Total Teoría Práctica Total Control de Sistemas 7 4 2 6 64 32 96 8 Ninguno Mecatrónicos *Nota: Consultar el punto que se refiere a clínicas y prácticas en áreas artísticas y de capacitación para el trabajo, ya que el cálculo es diferente. ELABORADO POR: Dr. Luis Enrique Ramos Velasco Ing. José Alberto Cruz Tolentino FECHA DE ELABORACIÓN: 13/02/09
RELACIÓN CON ASIGNATURAS DE SEMESTRES ANTERIORES RELACIÓN CON ASIGNATURAS DE SEMESTRES POSTERIORES RELACIÓN CON ASIGNATURAS DEL MISMO SEMESTRE Algebra lineal Mecánica y Óptica Métodos numéricos Control de Sistemas Mecatrónicos Robótica Tópicos Selectos de Mecatrónica Ninguno OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno desarrollará las habilidades necesarias para resolver problemas de ingeniería de control usando el enfoque clásico. Análisis, diseño y simulando sistemas de control lineales e invariantes en ele tiempo, haciendo énfasis en temas de estabilidad en tiempo y frecuencia para aplicarlos en el diseño de controladores para sistemas físicos de primero y segundo orden. EN QUÉ CONTRIBUYE AL ÁREA CURRICULAR A LA QUE CORRESPONDE QUÉ LE REPORTA AL ESTUDIANTE EN TÉRMINOS DE APRENDIZAJE EN QUÉ CONTRIBUYE A LA PRÁCTICA PROFESIONAL Esta materia es parte esencial de la formación matemática del alumno de licenciatura en computación en la especialidad de mecatrónica, puesto que le provee de herramientas para la solución de problemas de control para sistemas lineales e invariantes en el tiempo. Proporciona las bases fundamentales para que el alumno de licenciatura en computación en la especialidad de mecatrónica tenga la capacidad de modelar y controlar sistemas sencillos de control. Brinda al alumno habilidades de análisis y diseño de sistemas automáticos de control que son ampliamente usados en la industria automatizada.
ORIENTACIÓN PEDAGÓGICA PROBLEMAS FUNDAMENTALES A QUE RESPONDE LA ASIGNATURA IDEAS ERRÓNEAS MÁS FRECUENTES QUE TIENE EL ALUMNO AL APROIMARSE A LA ASIGNATURA CONCEPTOS Y PROCEDIMIENTOS ANTECEDENTES QUE DEBE POSEER EL ESTUDIANTE PARA LOGRAR EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO La asignatura contiene muchos conceptos fundamentalmente abstractos, propios de física y matemáticas, que tiene su campo de aplicación en la automatización y control. El problema fundamental que se presenta por parte del alumno es el análisis de los sistemas en lazo cerrado. Los conceptos abstractos son frecuentemente mal interpretados y como consecuencia mal aplicados en el campo de la ingeniería. Conceptos generales de física-matemáticas, sistemas dinámicos, informática, electrónica.
MACROESTRUCTURA UNIDADES DEL PROGRAMA Y OBJETIVOS. NÚMERO Y TITULO DE LAS UNIDADES QUE CONTIENE EL PROGRAMA 1.- Introducción a los sistemas de control automático HORAS ESTIMADAS 6 % DE AVANCE 6.25 OBJETIVOS Conocer la historia y los conceptos básicos involucrados en los sistemas automáticos de control. 2.- Entorno de programación y simulación en Matlab. 12 18.75 Aprender a utilizar un software de programación y simulación, necesario para auxiliar al alumno en el diseño, análisis y simulación de un sistema de control. 3.- La representación de la planta 12 31.25 Conocer las formas básicas de representar los modelos dinámicos de los sistemas lineales e invariantes en el tiempo. 4.- Representación de sistemas en lazo cerrado 6 37.5 Comprender el principio de la retroalimentación usado en los sistemas de control. 5.- Respuesta temporal y en frecuencia. 12 50 Estudiar la respuesta temporal de sistemas de control simples y analizar, identificar y construir sistemas de control utilizando la herramienta del plano de la frecuencia. 6.- Estabilidad y el método de lugar geométricos de las raíces. 23 76 Comprender los principios físicos y matemáticos relacionados con la estabilidad de sistemas lineales e invariantes en el tiempo, haciendo uso de las herramientas clásicas de análisis de estabilidad y analizar sistemas de control utilizando el lugar geométrico de las raíces. 7.- Diseño de sistemas de control 25 100 Diseñar sistemas de control en tiempo continuo utilizando los métodos clásicos de control.
MICROESTRUCTURA TITULO DE CADA UNIDAD TEMAS, SUBTEMAS Y TÓPICOS 1.- Introducción a los sistemas de control automático. 2.- Entorno de programación y simulación en Matlab. 3.- La representación de la planta. 4.- Representación de sistemas en lazo cerrado. 5.- Respuesta temporal y en frecuencia 1.1 Introducción 1.2 Control en lazo cerrado contra control en lazo abierto 1.3 Antecedentes históricos y matemáticos 2.1 Introducción. 2.2 Entorno de programación de Matlab. 2.3 Programación estructurada en Matlab. 2.4 Uso de funciones en Matlab. 2.5 Entorno de simulación en Simulink. 3.1 Introducción 3.2 Funciones de transferencia y diagramas a bloques 3.3 Ejemplos de sistemas dinámicos 3.4 Ejemplos en Matlab. 4.1 Introducción 4.2 Efectos de la retroalimentación en el problema de retroalimentación de la salida 4.3 Ejemplos de sistemas físicos retroalimentados 4.4 Simulación de sistemas físicos en Matlab. 5.1 Introducción 5.2 Métodos de expansión en fracciones parciales 5.4 Respuesta temporal de un sistema a entradas simples 5.5 Función de respuesta en frecuencia 5.6 Diagramas de Bode 5.7 Identificación de la planta 5.8 Ejemplos en Matlab.
TITULO DE CADA UNIDAD 6.- Estabilidad y el método de lugar geométricos de las raíces. TEMAS, SUBTEMAS Y TÓPICOS 6.1 Introducción 6.2 Definición de estabilidad y tipos de estabilidad 6.3 El criterio de Routh-Hurwitz y criterio de Nyquist 6.4 Estabilidad de un sistema en lazo cerrado 6.5 El método del lugar geométrico de las raíces 6.6 Lugar geométrico de las raíces para sistemas con retardo 6.7 La respuesta en lazo cerrado 6.8 Ejemplos en Matlab 7.- Diseño de sistemas de control 7.1 Introducción 7.2 Especificaciones de un sistema de control 7.3 Definición de compensación 7.4 Compensación en retardo de fase 7.5 Compensación en avance de fase 7.6 Procedimiento de diseño en avance de fase 7.7 Compensación en retardo-avance 7.8 Filtros integrador y derivador 7.9 Ejemplos en Matlab.
TITULO DE LA UNIDAD 1.- Introducción a los sistemas de control automático ESCENARIOS, RECURSOS, ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE. AULA VIRTUAL REAL ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE RECURSOS Expositiva, demostrativa, inductiva. Pizarrón 2.- Entorno de programación y simulación en Matlab. Expositiva, demostrativa, inductiva. 3.- La representación de la planta Expositiva, demostrativa, inductiva. Trabajos extraclase 4.- Representación de sistemas en lazo cerrado Expositiva, demostrativa, inductiva. 5.- Respuesta temporal y en frecuencia. Expositiva, demostrativa, inductiva. 6.- Estabilidad y el método lugar geométricos de las raíces Expositiva, demostrativa, inductiva 7.- Diseño de sistemas de control. Expositiva, demostrativa, inductiva Trabajo en equipo. Realización de Desarrollo de proyectos,
FORMAS DE EVALUACIÓN Exámenes departamentales. Exámenes diagnósticos. Exámenes formativos. Exposiciones. Investigaciones. PRACTICAS PROFESIONALES En función de esta asignatura, las prácticas profesionales pueden ser llevadas por el alumno en el área de automatización y control de procesos industriales.
BIBLIOGRAFÍA Ingeniería de Control Moderna. Katsuhiko Ogata. 4ta. Edición. Editorial Prentice Hall. Sistemas de Control Automático. Benjamin C. Kuo. 7ma. Edición. Editorial Prentice Hall. Ingeniería de Control: analógica y digital. Rina M. Navarro Viadana. 1er. Edición. Editorial McGraw Hill. Introducción Rápida A Matlab Y Simulink Para Ciencia E Ingeniería Gil Rodríguez, Manuel Editorial Díaz de campo S.A. Matlab. Una Introducción Con Ejemplos Prácticos Amos GILAT Editorial Reverté Matlab para ingenieros. Moore Holly Editorial Pearson