Teoria de control automatico programa
0 recomendaciones1,366 vistas
Este documento presenta el programa detallado de la asignatura Teoría de Control Automático de la carrera de Ingeniería Electrónica. La asignatura se divide en 8 unidades que cubren temas como especificaciones de desempeño de sistemas de control, diseño de compensadores mediante diferentes métodos y representación de sistemas en espacio de estados. La evaluación incluye actividades teórico-prácticas, pruebas escritas y exposiciones evaluadas según rubros específicos.
Teoria de control automatico programa
- 1. PROGRAMA DETALLADO VIGENCIA TURNO UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA 2007 DIURNO INGENIERÍA ELECTRÓNICA SEMESTRE ASIGNATURA 6to TEORIA DE CONTROL AUTOMATICO CÓDIGO HORAS ELN-33155 TEORÍA PRÁCTICA LABORATORIO UNIDADES DE CRÉDITO PRELACIÓN 3 2 3 5 ELN-33154 1.- OBJETIVO GENERAL Desarrollar competencias para el manejo de sistemas dinámicos y su control, reconociendo los aspectos dinámicos más importantes del sistema, siendo el modelo lo más simple posible. SINOPSIS DE CONTENIDO La asignatura Teoría de control automático promueve en el estudiante las habilidades que le permitan seleccionar las técnicas de análisis y estrategias de control más adecuadas al problema a resolver; manejo de determinadas técnicas, tanto en tiempo continuo como discreto, y su aplicación a la resolución de distintos problemas. El contenido se presenta estructurado en ocho (8) unidades: UNIDAD 1: Especificaciones de desempeño de sistemas de control UNIDAD 2: Esquemas de sistemas de control UNIDAD 3: Diseño de compensadores mediante el lugar geométrico de las raíces. UNIDAD 4: Diseño de compensadores mediante la respuesta en frecuencia UNIDAD 5: Diseño de compensadores en espacio de estados. UNIDAD 6: Diseño de compensadores mediante el principio de inversión de la planta UNIDAD 7: Implementación de compensadores UNIDAD 8: Ajuste de compensadores 3.- ESTRATEGIAS METODOLÓGÍCAS GENERALES • Diálogo Didáctico Real: Actividades presenciales (comunidades de aprendizaje), tutorías y actividades electrónicas. • Diálogo Didáctico Simulado: Actividades de autogestión académica, estudio independiente y servicios de apoyo al estudiante. ESTRATEGIA DE EVALUACIÓN La evaluación de los aprendizajes del estudiante y en consecuencia, la aprobación de la asignatura, vendrá dada por la valoración obligatoria de un conjunto de elementos, a los cuales se les asignó un valor porcentual de la calificación final de la asignatura. Se sugieren algunos indicadores y posibles técnicas e instrumentos de evaluación que podrá emplear el docente para tal fin. • Realización de actividades teórico-prácticas. • Realización de actividades de campo. • Aportes de ideas a la Comunidad (información y difusión). • Experiencias vivenciales en el área profesional • Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. • Actividades de Auto-evaluación / co-evaluación y evaluación del estudiante.
- 2. OBJETIVOS DE CONTENIDO ESTRATEGIAS DE BIBLIOGRAFÍA APRENDIZAJE EVALUACIÓN Identificar el comportamiento de UNIDAD 1: ESPECIFICACIONES DE Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas un sistema de control de tiempo DESEMPEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL prácticas. Modernos de Control. continuo y/o de tiempo discreto. Realización de actividades de Addison Wesley. Novena 1.1 Parámetros de la respuesta transitoria. campo. Edición. 1.2 Parámetros de la respuesta temporal. Aportes de ideas a la Comunidad (información y difusión). • Franklin, G.; Powell, D. 1.3 Parámetros de la respuesta frecuencial. (1991). Control de Sistemas 1.4 Parámetros de la estabilidad marginal. Experiencias vivenciales en el área Dinámicos con 1.5 Mapa del Plano S. profesional Retroalimentación. Editorial 1.6 Mapa del Plano Z Realización de pruebas escritas ADDISON-WESLEY. cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. • Kuo, Benjamin. (2000) Actividades de Auto-evaluación / Sistemas de Control co-evaluación y evaluación del Automático. Editorial Prentice estudiante. Hall. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Explicar las configuraciones UNIDAD 2: ESQUEMAS DE SISTEMAS DE Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas básicas de compensadores en CONTROL prácticas. Modernos de Control. Addison sistemas de control de tiempo Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. continuo y/o de tiempo discreto 2.1 Configuraciones de compensación: Serie o campo. Cascada. Mediante realimentación. Mediante Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas realimentación de estado. Serie realimentada. (información y difusión). Dinámicos con Prealimentada. Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial 2.2 Sistemas de control de lazo cerrado. Elementos profesional
- 3. del control de lazo cerrado. Ventajas del control Realización de pruebas escritas ADDISON-WESLEY. de lazo cerrado. cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) 2.3 Algoritmos de control: Todo o Nada (On-off). exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control Acción proporcional. Acción integral. Acción Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice derivativa. Acciones combinadas PD, PI, PID. co-evaluación y evaluación del Hall. Adelanto de Fase. Atraso de Fase. Adelanto y estudiante. Atraso de Fase. Principio de Inversión de la • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en planta. Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Diseñar los algoritmos básicos de UNIDAD 3: DISEÑO DE COMPENSADORES Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas control mediante el lugar MEDIANTE EL LUGAR GEOMÉTRICO DE prácticas. Modernos de Control. Addison Geométrico de las Raíces en LAS RAÍCES. Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. tiempo continuo y/o tiempo campo. discreto 3.1 Diseño de compensadores de Tiempo continuo: Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas Compensadores de Acción Proporcional. (información y difusión). Dinámicos con Compensadores PID. Compensadores adelanto Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial de fase. Compensadores de atraso de fase. profesional ADDISON-WESLEY. Compensadores de adelanto y atraso de fase. Realización de pruebas escritas 3.2 Diseño de compensadores de Tiempo discreto: cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) Compensadores de Acción Proporcional. exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control Compensadores PID. Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice co-evaluación y evaluación del Hall. estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición.
- 4. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Diseñar los algoritmos básicos de UNIDAD 4: DISEÑO DE COMPENSADORES Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas control mediante la respuesta en MEDIANTE LA RESPUESTA EN prácticas. Modernos de Control. Addison frecuencia en tiempo continuo. FRECUENCIA Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. campo. 4.1 Compensadores PID de tiempo continuo Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas 4.2 Compensadores adelanto de fase de tiempo (información y difusión). Dinámicos con continuo Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial 4.3 Compensadores de atraso de fase de tiempo profesional ADDISON-WESLEY. continuo Realización de pruebas escritas 4.4 Compensadores de adelanto y atraso de fase de cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) tiempo continuo exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice co-evaluación y evaluación del Hall. estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Representar sistemas en variables UNIDAD 5: DISEÑO DE COMPENSADORES Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas de estado determinando su EN ESPACIO DE ESTADOS. prácticas. Modernos de Control. Addison controlabilidad, observabilidad y Realización de actividades de Wesley. Novena Edición.
- 5. estabilidad. 5.1 Observabilidad campo. • Franklin, G.; Powell, D. 5.2 Controlabilidad Aportes de ideas a la Comunidad (1991). Control de Sistemas 5.3 Estimadores de Estados (información y difusión). Dinámicos con 5.4 Ubicación de polos mediante realimentación de Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial estados profesional ADDISON-WESLEY. Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) Sistemas de Control exposiciones, debates, etc. Automático. Editorial Prentice Actividades de Auto-evaluación / Hall. co-evaluación y evaluación del estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Diseñar los algoritmos de control UNIDAD 6: DISEÑO DE COMPENSADORES Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas mediante el principio de inversión MEDIANTE EL PRINCIPIO DE INVERSIÓN prácticas. Modernos de Control. Addison de planta en tiempo continuo y/o DE LA PLANTA Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. tiempo discreto campo. 6.1 Causalidad Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas 6.2 Inversión de de planta en compensadores de (información y difusión). Dinámicos con tiempo continuo Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial 6.3 Inversión de de planta en compensadores de profesional ADDISON-WESLEY. tiempo discreto: Restricción de Causalidad. Realización de pruebas escritas Restricción de Exactitud. Restricción de cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) Estabilidad. Método de Ragazzini. exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice co-evaluación y evaluación del Hall. estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice
- 6. Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. Diseñar circuitos basados en UNIDAD 7: IMPLEMENTACIÓN DE Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas electrónica analógica para COMPENSADORES prácticas. Modernos de Control. Addison implementar algoritmos de control Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. de tiempo continuo. 7.1 Compensadores analógicos: Detectores de error. campo. Compensadores Todo o Nada. Compensadores Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas PID. (información y difusión). Dinámicos con 7.2 Compensadores adelanto de fase. Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial Compensadores de atraso de fase. profesional ADDISON-WESLEY. Compensadores de adelanto y atraso de fase. Realización de pruebas escritas 7.3 Compensadores digitales. Algoritmo mediante cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) transformada inversa de Z. Algoritmo PID exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control digital. Transformación de compensadores Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice continuos: Tustin, Diferencias hacia atrás, co-evaluación y evaluación del Hall. Diferencias hacia adelante. estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice
- 7. Hall. Cuarta Edición. Aplicar técnicas de ajuste en UNIDAD 8: AJUSTE DE COMPENSADORES Realización de actividades teórico- • Dorf, R. (2003) Sistemas compensadores PID para optimizar prácticas. Modernos de Control. Addison el desempeño del sistema de 8.1 Regla de Ziegler Nichols de lazo abierto Realización de actividades de Wesley. Novena Edición. control. 8.2 Regla de Ziegler Nichols de lazo cerrado campo. Aportes de ideas a la Comunidad • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas (información y difusión). Dinámicos con Experiencias vivenciales en el área Retroalimentación. Editorial profesional ADDISON-WESLEY. Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, • Kuo, Benjamin. (2000) exposiciones, debates, etc. Sistemas de Control Actividades de Auto-evaluación / Automático. Editorial Prentice co-evaluación y evaluación del Hall. estudiante. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición. LABORATORIO PRÁCTICA Nº 1: Comprobación de la respuesta temporal de sistemas de 1er. Orden. PRÁCTICA Nº 2: Comprobación de la función transferencia de un sistema de 2do. Orden. PRÁCTICA Nº 3: Estudio frecuencial de sistemas. PRÁCTICA Nº 4: Diseño de una red compensación de sistemas con redes de adelanto de fase. PRÁCTICA Nº 5: Diseño de una red de compensación de sistemas con redes de atraso de fase.
- 8. PRÁCTICA Nº 6: Diseño, implementación y ajuste de controladores PID electrónicos. PRÁCTICA Nº 7: Comprobación de muestreo y reconstrucción de señales. PRÁCTICA Nº 8: Construcción de un prototipo para emular un proceso de una variable a manipular en el laboratorio PRÁCTICA Nº 9: Comprobación de técnicas de identificación de sistemas. PRÁCTICA Nº 10: Diseño e implementación de un sistema de control analógico para el prototipo emulador de procesos PRÁCTICA Nº 11: Diseño e implementación de un sistema de control digital para el prototipo emulador de procesos. BIBLIOGRAFÍA • Dorf, R. (2003) Sistemas Modernos de Control. Addison Wesley. Novena Edición. • Franklin, G.; Powell, D. (1991). Control de Sistemas Dinámicos con Retroalimentación. Editorial ADDISON-WESLEY. • Kuo, Benjamin. (2000) Sistemas de Control Automático. Editorial Prentice Hall. • Lewis, Paul H. y Yang, Chang. (1998). Sistemas de Control en Ingeniería. Editorial Prentice Hall. • Ogata, Katsuhiko. (1996). Sistema de Control en Tiempo Discreto. 2da. Edición. Editorial Prentice Hall. España • Ogata, Katsuhiko. (1999) Problemario de Ingeniería de Control. Utilizando MATLAB. Editorial Prentice Hall • Ogata, Katsuhiko. (2003). Ingeniería de Control Moderna. Editorial Prentice Hall. Cuarta Edición.