Sistemas de Control

Sistemas de Control

Al finalizar la asignatura Sistemas de Control, el estudiante estará en capacidad de:

• Analizar el comportamiento de sistemas lineales e invariantes en el tiempo, tanto en el dominio temporal como frecuencial.
• Establecer un modelo matemático de un sistema en forma de diagramas de bloques. Calcular la función de transferencia del sistema en lazo abierto y en lazo cerrado.
• Evaluar la estabilidad absoluta y relativa del sistema, su respuesta en régimen transitorio y su precisión en régimen permanente.
• Diseñar controladores para un sistema en particular, utilizando la teoría de control clásico.

Contenidos:

1.- Introducción a los sistemas de control: Ejemplos de sistemas de control. Definición de sistemas de control. Clasificación de sistemas de control como de lazo abierto y de lazo cerrado. Terminología en el área de control. Diseño y compensación de sistemas de control.

2.- Transformada de Laplace: Definición de la transformada de Laplace y propiedades. Cálculo de Transformadas de Laplace de algunas funciones simples. Teoremas de la Transformada de Laplace. Transformación inversa de Laplace. Resolución de ecuaciones diferenciales lineales con las funciones de transferencia de algunos sistemas físicos.

3.- Modelos de sistemas físicos: Características generales de Sistemas de acuerdo a su naturaleza. Característica de los sistemas de control que determinan su comportamiento. Modelos matemáticos de sistemas: Ecuaciones diferenciales de sistemas y elementos: Redes eléctricas, Sistemas mecánicos de rotación, Sistemas electromecánicos, Sistemas de nivel de líquido. Función de transferencia. Introducción a la representación de sistemas de control por funciones de transferencia. Ejemplos de sistemas de control.

4.- Representación de sistemas de control por diagramas de bloques: Bloques en cascada y en paralelo. Diagrama de bloques de un sistema de control en lazo cerrado. Reducción de diagrama de bloques. Gráfica de flujo de señal, Fórmula de ganancia de masón.

5.- Respuesta Transitoria y Estacionaria de Sistemas: Respuesta de orden cero, de primer orden y de segundo orden. Ecuación diferencial, Función de transferencia y respuesta a una entrada escalón. Especificaciones de la respuesta transitoria.

6.- Estabilidad y Lugar Geométrico de las Raíces: Estabilidad de un sistema. Criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz. Lugar Geométrico de la raíces (Root-locus). Gráficas del lugar de las raíces.

7.- Análisis de la respuesta en frecuencia: Diagramas de Bode. Diagramas polares. Criterio de estabilidad de Nyquist.

8.- Diseño de controladores: Acciones básicas de control: Acción de control de dos posiciones (ON-OFF), acción de control proporcional, Acción de control integral, Acción de control proporcional e integral y derivativa (PID), Sensibilidad de los sistemas de control a variaciones de sus parámetros. Error en estado estacionario.

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