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SLABO DE WCT2 CONTROL II 2014-1
1. DATOS GENERALES Facultad: Ingeniera de Sistemas y
Electrnica
Carrera: Ing. Mecatrnica/Ing. Electrnica/Ing. biomdica/ Ing.
Elctrica y de potencia/ Ing. Electromecnica
Nmero de crditos: 5 Coordinador: Edward Sanchez Penadillo
Requisitos: Control I
2. FUNDAMENTACIN En la actualidad la mayora de los procesos son
automatizados por ello es
necesario que el egresado de la carrera de ingeniera tenga un
conocimiento
adecuado de los conceptos de Control y Automatizacin y las
principales
herramientas de simulacin de sistemas.
3. SUMILLA El curso de Control II brinda las herramientas
necesarias para el diseo e implementacin de controladores PI, PD,
PID, Compensador de adelanto y de atraso, adems permite realizar el
modelado en espacio estado ,el anlisis de la estabilidad y el diseo
de la matriz de realimentacin K por ubicacin de polos . Los mtodos
de diseo de controladores se analizan de manera terica y mediante
herramientas de simulacin como MATLAB.
4. LOGROS DE APRENDIZAJE Al final de la asignatura el alumno
disear los controladores PI, PD, PID,
Compensador de adelanto y de atraso a partir del Lugar Geomtrico
de Races y del
diagrama de BODE.
Al final de la asignatura el alumno modelar sistemas elctricos y
mecnicos de
varias entradas y varias salidas en espacio estado a partir de
las ecuaciones en el
dominio del tiempo.
Al final de la asignatura el alumno hallar la respuesta en el
tiempo de sistemas en
espacio estado de manera terica y mediante simulacin en
MATLAB.
Al final de la asignatura el alumno hallar el error estacionario
de sistemas en
espacio estado de manera terica y mediante simulacin en
MATLAB.
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Al final de la asignatura el alumno disear la matriz de
realimentacin K de
manera terica y mediante comandos de MATLAB.
5. CONTENIDOS
Diseo de controlador PI y PD. Diseo de compensadores de Atraso y
Adelanto
Semanas: 1, 2, 3 y 4
Modelado espacio estado
Semana: 5, 6, 7, 8, 9 y 10
Controlabilidad Semana: 11, 12, 13 y 14
6. METODOLOGA Se desarrollarn los contenidos del curso mediante
ejemplos, se simular los
sistemas utilizando el software MATLAB y simulink.
7. SISTEMA DE EVALUACIN El Promedio Final del curso ser:
0.1PC1 + 0.1PC2 + 0.2PC3 + 0.2PC4 + 0.4EF
PC1 es Prctica Calificada Grupal de 4 Estudiantes
PC2 es Prctica Calificada Grupal de 2 Estudiantes
PC3 y PC4 son Prcticas Calificadas Individuales
EF es Examen Final
Nota:
Solo se podr rezagar el Examen Final.
El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.
No se elimina ninguna Prctica Calificada.
La nota mnima aprobatoria es 12.
8. FUENTES DE INFORMACIN
K. OGATA, INGENIERIA DE CONTROL MODERNO
B. KUO, AUTOMATIC CONTROL SYSTEM
R. DORF, SISTEMAS DE CONTROL MODERNO
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
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Semana Contenidos o temas Actividad
Semana 1 Diseo de controlador PI diagramas de BODE.
Se explicar la ecuacin matemtica y su transformada de Laplace de
los controladores P, PI, PD y PID , as como sus principales
caractersticas. Se desarrollar el mtodo de diseo de Controlador PI
utilizando diagramas de BODE. Mediante la solucin de ejercicios
tericos y mediante simulacin en MATLAB se analizar el efecto del
controlador PI.
Semana 2 Diseo de controlador PD diagramas de BODE.
Se desarrollar el mtodo de diseo de Controlador PD utilizando
diagramas de BODE. Mediante la solucin de ejercicios tericos y
mediante simulacin en MATLAB se analizar el efecto del controlador
PD.
Semana 3 Diseo de compensadores de Atraso.
Se explicar la ecuacin del compensador de atraso. Se desarrollar
el mtodo de diseo de Controlador de atraso. Mediante la solucin de
ejercicios tericos y mediante simulacin en MATLAB se analizar el
efecto del compensador de atraso.
Semana 4 Diseo de compensadores de Adelanto.
Se explicar la ecuacin del compensador de adelanto. Se
desarrollar el mtodo de diseo de controlador de atraso utilizando
diagramas de BODE. Mediante la solucin de ejercicios tericos y
mediante simulacin en MATLAB se analizar el efecto del compensador
de adelanto. Practica Calificada 1
Semana 5
Concepto de estado y variable de estado .Modelado espacio
estado. Ecuaciones de espacio estado de sistemas elctricos.
Representacin en variables de
estado de un sistema de
mltiples entradas y mltiples
salidas
Se explicar que existen
diferentes representaciones en
espacio de estados.
Se explicar como generar las
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matrices de espacio estado a
partir de las ecuaciones de los
sistemas en el dominio del
tiempo, Se desarrollarn
ejercicios de sistemas elctricos.
Semana 6 Ecuaciones de espacio estado de sistemas mecnicos.
Se explicar como generar las matrices de espacio estado a partir
de las ecuaciones de los sistemas en el dominio del tiempo, Se
desarrollarn ejercicios de sistemas mecnicos.
Semana 7
Derivacin de las ecuaciones de estado a partir de una funcin de
transferencia, formas cannicas: controlable, observable y
diagonal.
Se explicar la representacin espacio estado en las formas
cannicas controlable, observable y diagonal a partir de una funcin
de transferencia y sus respectivos diagramas de bloques. Desarrollo
de ejercicios.
Practica Calificada 2
Semana 8 Solucin de la ecuacin espacio estado.
Se explicar como hallar la solucin espacio estado utilizando los
conceptos de transformada de Laplace y transformada inversa de
Laplace. Desarrollo de ejercicios.
Semana 9 Error estacionario de sistemas con representacin en
ecuaciones de estado.
El alumno podr determinar la estabilidad de un sistema, la
ecuacin caracterstica y el error en estado estable, a partir de las
matrices en Espacio-estado. Desarrollo de ejercicios.
Semana 10
Matriz de funciones trasferencia a partir de representacin
espacio estado.
Se explicar la frmula que permite hallar la matriz de funciones
de transferencia de un sistema a partir de su representacin espacio
estado. Desarrollo de ejercicios.
Practica Calificada 3
Semana 11
Controlabilidad. Clculo de controladores mediante la ubicacin de
polos de sistema en forma cannica controlable.
Se explicar el concepto de controlabilidad y como obtener la
matriz de controlabilidad. Se explicar como disear el controlador
matriz K, a partir de la
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forma cannica controlable de un sistema, se desarrollaran
ejercicios y se mostrar los comandos en MATLAB que permiten hallar
a matriz K y la simulacin del sistema.
Semana 12 Clculo de controladores mediante la ubicacin de polos
mediante transformacin de matrices.
Se explicar como disear el controlador matriz K, a partir de un
sistema que no est est representado en la forma cannica
controlable, se explicar cmo se transforman las matrices para
obtener un sistema en forma cannica y como se obtiene el
controlador K para este caso. Se desarrollaran ejercicios y se
mostrar los comandos en MATLAB que permiten hallar la matriz K y la
simulacin del sistema.
Semana 13 Observabilidad. Clculo de estimadores de estado.
Se explicar el concepto de observabilidad y como obtener la
matriz de observabilidad.
Semana 14 Estimador de orden completo.
Se explicar como disear el estimador matriz L, a partir de la
forma cannica observable de un sistema, para estimar todas las
variables de estado. Se desarrollaran ejercicios y se mostrar los
comandos en MATLAB que permiten hallar a matriz L y la simulacin
del sistema.
Practica Calificada 4
Semana 15 EXAMEN FINAL
Contenidos o temas a trabajar en esta semana
10. FECHA DE ACTUALIZACIN: 08 de Abril del 2014
