Programa de Control de Sistemas Lineales V 2012 [PDF]

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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Vicerrectoría de Docencia Dirección General de Educación Superior Facultad de Ciencias de la Electrónica

PROGRAMA DE ASIGNATURA DE LICENCIATURAS

PROGRAMA EDUCATIVO: Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica

ÀREA: Sistemas

ASIGNATURA: Control de Sistemas Lineales

CÓDIGO: LIMM-253

CRÉDITOS: 5

FECHA: 6 de marzo de 2012

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1. DATOS GENERALES Nivel Educativo:

Licenciatura

Nombre del Programa Educativo:

Licenciatura en Ciencias de la Electrónica Licenciatura en Ingeniería en Mecatrónica

Modalidad Académica:

Mixta

Nombre de la Asignatura:

Control de Sistemas Lineales

Ubicación:

Formativa

Correlación: Asignaturas Precedentes:

LCEM-010

Asignaturas Consecuentes:

LIMM-251 Control Moderno y sus Aplicaciones

Conocimientos, habilidades, actitudes y valores previos:

Conocimientos: Transformada de Laplace, Calculo diferencial e integral. Habilidades: Trabajo colaborativo, capacidad de análisis, desarrollo y aplicación de técnicas para simular, modelar, analizar y controlar sistemas. Actitudes: Iniciativa con liderazgo, apertura para toma de decisiones y adaptación al cambio para actualizar y mejorar sus competencias Valores: Cumplimiento, ética, equidad, compromiso.

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2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE

Teorías

Prácticas

Total de horas por periodo

48

32

80

5

48

32

80

5

Horas por periodo Concepto Horas teoría y práctica Actividades bajo la conducción del docente como clases teóricas, prácticas de laboratorio, talleres, cursos por internet, seminarios, etc. (16 horas = 1 crédito) Horas de práctica profesional crítica. Servicio social, veranos de la investigación, internado, estancias, ayudantías, proyectos de impacto social, etc. (50 horas = 1 crédito) Horas de trabajo independiente. En donde se integran aprendizajes de la asignatura y tiene como resultado un producto académico ejem. exposiciones, recitales, maquetas, modelos tecnológicos, asesorías, ponencias, conferencias, congresos, visitas, etc. (20 horas = 1 crédito) Total

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Número de créditos

3

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3. REVISIONES Y ACTUALIZACIONES Autores:

JUAN MANUEL SOLIS SALAZAR

Fecha de diseño:

20 de Agosto de 2011

Fecha de la última actualización:

6 marzo de 2012

José fermi Guerrero Castellanos Febe Barbosa Xochicale José Héctor Loranca Regules Manuel Zapata y Sánchez Eduardo Ríos Silva Godolfredo Sánchez Medina Juan Manuel Solís Salazar Bernardino Calixto Sirene Luis Eduardo Espinosa Maya Germán Ardul Muñoz Hernández Amparo Dora Palomino Merino David Malpica Moreda Gerardo Mino Aguilar José C Gerardo Villegas Rosas

Revisores:

Sinopsis de la revisión y/o actualización:

Esta es la primera revisión del programa de la asignatura, la cual contiene modificaciones de contenidos debido a la repetición de algunos temas en la materia consecuente.

4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA: Disciplina profesional:

Ingeniero o Licenciado en Electrónica

Nivel académico:

Maestría en Ciencias con especialidad en Control

Experiencia docente:

Mínima 2 años

Experiencia profesional:

Mínima 2 años

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5. OBJETIVOS: 5.1 Educacional: El estudiante realizará el modelado de sistemas lineales para utilizar las técnicas del análisis de estabilidad en las diferentes formas de representación de los sistemas con los diferentes esquemas de control para los sistemas dinámicos usando técnicas clásicas y modernas de control, fomentando su capacidad reflexiva y crítica, propiciando la participación en las transformaciones tecnológicas, al diseñar nuevas propuestas en grupo para el desarrollo de proyectos en áreas como la automatización y control de procesos. El estudiante analizará y comprenderá los sistemas de control moderno.

5.2 General: Diseñar y comprender diferentes esquemas de modelado, análisis y control de sistemas físicos reales que le permitan establecer estrategias de control para poder hacer funcionar de la manera más adecuada los procesos industriales de producción, bajo esquemas que garanticen la estabilidad y confiabilidad de los equipos.

5.3 Específicos: 5.1.1

Modelar sistemas en diferentes formas de representación

5.1.2

Resolver las ecuaciones que representan a un sistema dinámico para analizar e interpretar su comportamiento

5.1.3

Aprender las diferentes técnicas de análisis de estabilidad para los sistemas dinámicos.

5.1.4

Conocer y aplicar diferentes técnicas de estabilización de sistemas de control

5.1.5

Representar y analizar sistemas en Variables de Estado.

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6. MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA: El mapa conceptual considera la jerarquización de los conceptos partiendo de los más generales y que tienen una función más inclusiva hasta llegar a los que son más particulares y que tienen una menor generalidad.

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7. CONTENIDO

Unidad

Objetivo Específico

1. MODELADO DE SISTEMAS DINÁMICOS

Modelar sistemas en diferentes formas de representación

2. RESPUESTA TEMPORAL DE SISTEMAS DINÁMICOS

3. ANALISIS DE ESTABILIDAD

4. ESQUEMAS DE CONTROL CLÁSICO

Contenido Bibliografía Temático/Actividades Básica Complementaria de aprendizaje [5]

[1], [2], [3], [6]

Resolver las 2.1 Respuesta ecuaciones que transitoria de representan a sistemas de un sistema diferentes órdenes. dinámico para 2.2 Análisis de error analizar e interpretar su comportamiento

[5]

[1], [2], [3], [6]

Aprender las diferentes técnicas de análisis de estabilidad para los sistemas dinámicos

[5]

[1], [2], [3], [6]

[5]

[1], [2], [3], [6]

[5]

[1], [2], [3], [6]

Conocer y aplicar diferentes técnicas de estabilización de sistemas de control 5. REPRESENTACION Representar y DE SISTEMAS EN analizar VARIABLES DE sistemas en ESTADO Variables de Estado.

1.1 Introducción a los tipos de sistemas dinámicos 1.2 Funciones de transferencia en bloque y flujos de señal. (Álgebra de bloques y regla de Mason) 1.3 Modelado de sistemas y analogías

3.1 Definiciones de estabilidad. 3.2 Criterio de Routh 3.3 Métodos basados en la frecuencia (Bode, Nichols y Nyquist) 3.4 El lugar geométrico de las raíces 4.1 Diseño de compensadores basados en métodos de respuesta a la frecuencia y el lugar de las raíces 4.2 Controladores PID, análisis y diseño 5.1 Introducción 5.2 Representación en variables de estado 5.3 Solución de la ecuación de Estado

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Unidad

Objetivo Específico

Contenido Bibliografía Temático/Actividades Básica Complementaria de aprendizaje 5.4 Forma canónicas de representación en variables de estado. 5.5 Controlabilidad y observabilidad

BIBLIOGRAFÍA

1. Benjamin C. Kuo. SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL 7a. Edición Prentice may Hispanoamericana S.A 2. Dazzo and Houpis, LINEAR CONTROL SYSTEM, ANALYSIS AND DESIGN, Mc Graw Hill 1991. 3. Dorf, Richard C. TEORÍA DE CONTROL MODERNO, Prentice Hall, 1988 4. Melsa and Shultz, LINEAR CONTROL SYSTEM, Mc Graw Hill, 1992 5. Katsuiko Ogata, INGENIERÍA DE CONTROL MODERNA, Prentice Hall Hispanoamericana S.A., 1990 6. Aström, Karl Johan. Murray, Richard M. FEEDBACK SYSTEMS, AN INTRODUCTION FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS. Princeton University Press. United Kingdom.2008.

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8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas, cómo contribuye la asignatura al perfil de egreso )

Asignatura Contribución general de la asignatura de Administración de Proyectos

   

Conocimientos Fundamentos análisis para sistemas lineales. Análisis de estabilidad en sistemas lineales Diseño de controladores Optimizar el desempeño de sistema.

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    

Habilidades En el diseño de controladores y compensadores

Para implementar controladores Mejorar sistemas. Mejorar el funcionamiento de sistemas.

Actitudes y valores  Disciplina  Respeto,  Disposición al trabajo en equipo  Esfuerzo,  Orden,  Responsabilidad,  Tolerancia,  Ética.  Liderazgo

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9. Describa cómo el eje o los ejes transversales contribuyen al desarrollo de la asignatura Eje (s) transversales Formación Humana y Social

Contribución con la asignatura Contribuye con el compromiso social, la tolerancia, el respeto, la solidaridad, el servicio, la honestidad y la responsabilidad. Desarrollo de Habilidades en el uso de las Contribuye con la investigación y selección de Tecnologías de la Información y la Comunicación información de los temas relacionados, así como responde a la necesidad de la aplicación y uso en los sistemas de control Desarrollo de Habilidades del Pensamiento Contribuye a desarrollar y aplicar técnicas, Complejo métodos y procesos para plantear, estructurar, ejecutar, coordinar, supervisar y desarrollar controladores de aplicación industrial Lengua Extranjera Ayuda a comprender los textos, artículos e información actual y relevante en la disciplina, ya que la mayoría está en inglés. Innovación y Talento Universitario Contribuye durante la selección y desarrollo de un proyecto que pueda ser útil y que a futuro pueda desarrollarse más para ser eficaz y eficiente Educación para la Investigación Contribuye con la investigación y selección de información de los temas relacionados así como con el conocimiento del estado del arte en la disciplina, especialmente en la realización de los proyectos de control

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10. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA. Estrategias a-e Estrategias de aprendizaje:  Detección de necesidades en el mundo real para aplicar estrategias de control.  Investigación científica,  Solución de problemas  Diseño, modelado, implementación y simulación de sistemas de control automático

Técnicas a-e    

Mapas conceptuales Estudio de casos Investigación científica Uso de foros discusión en la clase

Recursos didácticos     

Proyector de video (cañón) Diapositivas del curso Páginas web relativas al curso y sugeridas por el profesor. Ejemplos de casos reales en el control de sistemas y procesos industriales. Software de simulación MATLAB.

Estrategias de enseñanza:  Planteamiento de situaciones reales con respecto a cada tema donde se vea la necesidad de aplicar el control.  Trabajo colaborativo en equipo para la implementación de las prácticas y/o proyectos Ambientes de aprendizaje:  Modelado de sistemas  Análisis de casos reales  Presentar ejemplos resueltos de diferentes esquemas de control

Actividades y experiencias de aprendizaje:  Desarrollar aplicaciones prácticas de control . Nota: ver glosario

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11. CRITERIOS DE EVALUACIÓN CRITERIOS DE EVALUACIÓN Porcentaje

Criterios   

Exámenes Tareas y reporte de lecturas Prácticas



Proyecto final Total

40 20 20 20 100

12. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN (Reglamento de procedimientos de requisitos para la admisión, permanencia y egreso del los alumnos de la BUAP) Estar inscrito como alumno en la Unidad Académica en la BUAP Asistir como mínimo al 80% de las sesiones La calificación mínima para considerar un curso acreditado será de 6 Cumplir con las actividades académicas y cargas de estudio asignadas que señale el PE

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