UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
Control Automático   
 
       
 
 
DESCRIPCIÓN DEL CURSO
 

 

Asignatura: CONTROL AUTOMÁTICO  1090713

Área: Formación profesional especifica.

Linea de Investigación: Control y automatización de procesos industriales.

Créditos académicos: 3

Asesoría extracurricular: Miercoles 9h – 10h Sala de profesores departamento Electricidad & Electrónica.

Página del curso: https://sites.google.com/a/ufps.edu.co/control-automatico

 
 
 

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

 

 

Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de sintetizar reguladores y compensadores para sistemas de control con uno o varios lazos de control; de tal forma que estos lazos cumplan con las exigencias dinámicas y estáticas dadas. Además podrá implementar los reguladores y compensadores usando dispositivos electrónicos analógicos.
 
 

COMPETENCIAS

 

 

Competencias Procedímentales:

Ø  Estudiar, analizar, comprender y desarrollar las técnicas de análisis y diseño de sistemas de control en tiempo continuo en el desarrollo de algunas aplicaciones.

Ø  Manejar a través de modelos matemáticos, lineales e invariantes en el tiempo los procesos industriales, que se comporten bajos ciertas especificaciones de desempeño deseados.

Ø  El estudiante debe de estar en capacidad de elaborar modelos prácticos en donde interactúen las propiedades y aplicaciones los métodos de análisis y diseño en el dominio de la frecuencia compleja y en el dominio del tiempo, empleando las técnicas conocidas de control convencional.

Ø  Aplica los controladores análogos para la solución y mejora de procesos de manufactura.

Ø  Emplea la respuesta en régimen permanente como análisis de la estabilidad de los sistemas.

Ø  Resuelve sistemas mediante gráficas en el dominio del tiempo y de la frecuencia.

 

Competencias Conceptuales:

El estudiante debe aprender a utilizar los diferentes métodos existentes para el desarrollo de las técnicas de análisis y diseño con técnicas en el dominio de la frecuencia compleja (Bode, Nyquist, Nichols) y en dominio del tiempo en representación en variable de estado (Ubicación de los polos) y sus diferentes aplicaciones.

Ø  Analiza el diagrama de polos y ceros como criterio de estabilidad.

Ø  Reconoce los diagramas de Bode, Nyquist como proceso de diseño de sistemas de control.

Ø  Comprende la tabla de Routh y su manejo de polinomios de grado n.

Ø  Relaciona las expresiones matemáticas de las acciones básicas de control y su aplicación a circuitos  análogos.

Ø  Analizar, diseñar, simular, construir y evaluar modelos matemáticos con MATLAB

Ø  Analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos  para implementar  PID análogos con       amplificadores operacionales

Ø  Analizar, diseñar, simular, construir y evaluar circuitos para implementar  controladores  análogos con amplificadores Operacionales

Ø  Explotar a un elevado nivel los programas profesionales para el diseño de sistemas de control asistido por computador (MATLAB).

Ø  Utilizar ampliamente la literatura científica y técnica, incluidos manuales en español e inglés, sobre sistemas de control automático.

Ø  Elaborar informes técnicos de calidad utilizando las normas técnicas orientadas para este fin.

 

Competencias Actitudinales:

A través del trabajo en grupo se despertará en el estudiante el compañerismo y los valores sociales que conlleven a la tolerancia, el compromiso y el compartir conocimientos que estimulen una actitud reflexiva e inteligente en la construcción de su proyecto de vida.

Ø  Contribuir a lograr rigor científico, tanto en lo que se refiere a la aplicación de los conceptos y a la  formulación de los temas, como a la aplicación de los métodos y formas de trabajo.

Ø  Contribuir a una alta responsabilidad ética y moral para poner el resultado de su trabajo en función de los requerimientos de la sociedad donde vive, manteniendo una actitud responsable ante el cuidado del medio ambiente y el desarrollo sostenible.

Ø Contribuir a  mantener la competencia profesional y por tanto la capacidad de superación y auto      preparación durante su vida laboral activa.

Ø  Contribuir a una actitud positiva en su conducta social y correctos hábitos de educación formal, así como alcanzar habilidades en la comunicación social, tanto desde el punto de vista laboral como en sus relaciones sociales generales.

 

 
 

CONTENIDO DEL CURSO

 

Unidad 1 – INTRODUCCIÓN A SISTEMAS DE CONTROL
 

          ·        Sistemas de control en lazo abierto

          ·        Sistemas de control en lazo cerrado

          ·        Ejemplos a identificar , Terminología
         

Unidad 2 - REVISIÓN MATEMÁTICA

          ·         Introducción

          ·         Transformada de laplace

          ·         Obtención de la transformada de laplace de algunas funciones

          ·         Teoremas de la transformada de laplace

          ·         Transformada inversa de Laplace

          ·         Modelamiento de sistemas dinámicos.

          ·         Evaluación de funciones de transferencia. Definición de polos y ceros

          ·         Plano S. Importancia del escalón unitario, impulso unitario

 
Unidad 3 - REPRESENTACIÓN Y RESPUESTA DINÁMICA DE SISTEMAS DE CONTROL
 
          ·         Representación de Sistemas a través de Diagramas de Bloque.
          ·         Diagramas de flujo de señal.
          ·         Regla de Mason.
          ·         Representación genérica de sistemas de control por diagramas de bloques
          ·         Análisis de los sistemas de control.
 

Unidad 4 - PROPIEDADES BÁSICAS DE SISTEMAS REALIMENTADOS

      
           ·              Rechazo de perturbaciones, sensibilidad y rastreamiento dinámico.
           ·              Precisión.
           ·              Estabilidad: definiciones,
           ·              Criterio de Routh - Hurwitz
           ·              Método del lugar de las Raíces.
           ·              Criterio de Nyquist.
 

Unidad 5 – ESTRUCTURAS DE CONTROLADORES Y  MÉTODOS DE SINTONIZACION DE PROYECTOS.

·         Controlador proporcional.

·         Controlador proporcional - integral.

·         Controlador proporcional - integral - derivativo.

·         Métodos de sintonización de controladores PID

·         Controladores de avance y atraso de fase.

 

Unidad 6 – PROYECTO POR EL MÉTODO DE LUGAR DE LAS RAÍCES

·         Proyecto de controladores por el método de lugar de las Raíces.

·         Ejemplos

 

Unidad 7 – PROYECTO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA

·         Márgenes de fase y de ganancia.

·         Proyecto de controladores usando la respuesta en frecuencia

 

Unidad 8 – DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES DE ESTADO DE LOS SISTEMAS  EN TIEMPO CONTINUO

·         Introducción

·         Representación de estados de los sistemas

·         Controlabilidad y Observabilidad

·         Proyectos de controladores en variables de estado

 
 

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

  
 

La siguiente bibliografía se encuentra disponible para préstamo: BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS

 

·          Ogata, Katsuhiko. INGENIERÍA DE CONTROL MODERNA - 4 ed. - Madrid: Pearson Educación, 2003. - 965 p.

 ·     Ogata, Katsuhiko PROBLEMAS DE INGENIERÍA DE CONTROL: UTILIZANDO MATLAB/ - Madrid: Prentice-Hall, ISBN: 8483220466,  1999. – 359p.

·    Kuo C, Benjamin .SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO - 7 ed. - México: Prentice - Hall, ISBN: 9688807230,1996. - 897 p.

·           Acedo S, José. CONTROL AVANZADO DE PROCESOS: TEORÍA Y PRÁCTICA/ - Madrid: Diaz de Santos, 2003. - 579 p.

·           Raven, Francis H. INGENIERIA DEL CONTROL AUTOMATICO - Mexico: Centro regional de ayuda tecnica, 1972. - 406 p.

·           López N. Tomás. AUTOMATISMO Y CONTROL - Barcelona: Gustavo gil, s. a, 1969. - 370 p.

·    Garcia A. Guillermo. SISTEMAS DE CONTROL Y AUTOMATICA - Bucaramanga: Universidad industrial de santander, uis, 1975. - 620 p.

·           Salazar Jorge E. TEORIA DE CONTROL - san José de Cúcuta universidad francisco de paula santander 1980 - 72 p

 

 

REFERENCIAS EN INTERNET

 

Referencia:    web site del curso

URL:              http://sites.google.com/a/ufps.edu.co/control-automatico

 


 

 

 

 

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN

 

 

Son estrategias para el seguimiento del alumno como herramientas diagnosticas al proceso educativo impartido durante el curso.

 Evaluaciones Parciales: Se han establecido 2 (dos) evaluaciones parciales según estatuto estudiantil UFPS acuerdo 065 de 1996. Unidades 1a a la 3a para el primer previo escrito (23,3%). Las unidades 4a a la 7a para el segundo previo escrito (23,3%)

Evaluación tercera nota: Laboratorios (23,3%)

      Examen Final: Prueba escrita (30%) fundamentada con todos los temas desde la unidad 1a hasta la 8a del contenido programático de la materia.

 

 

LABORATORIOS SIMULACIÓN E IMPLEMENTACIÓN

El desarrollo de laboratorios tipo simulación e implementación permitirá sedimentar los conceptos presentados durante la disciplina de control en el transcurso del presente semestre.