CONTROL MODERNOTRAYECTO III. TRIMESTRE 2.DATOS DE IDENTIFICACIN DE LA UNIDAD CURRICULAR UNIDAD CURRICULAR: Control ModernoUNIDADES CRDITO: 02 CDIGO: COMPONENTE: Trayecto III LAPSO: 12 SemanasDURACIN DE LA ADMINISTRACIN CURRICULARLA ADMINISTRACIN CURRICULAR POR HORA: 45 Minutos HORAS DE TRABAJO ASISTIDO: 60 HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE: 48 TOTAL DE HORAS DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE: 108 PROGRAMA NACIONAL DE FORMACION EN: INSTRUMENTACIN Y CONTROLELABORADO POR: Comisin de Creacin del PNF en I y C FECHA DE ELABORACIN: Febrero, 2009Subdireccin AcadmicaAprobado en Consejo Directivo N _____________Fecha: ___________________INTRODUCCINLa unidad curricular CONTROL MODERNO, pretende proporcionar a los estudiantes que cursarn el Programa Nacional de Formacin (PNF) en Instrumentacin y Control, los conocimientos de la teora de control moderno basado en la variable de estado que le permitirn afrontar con xito la modelacin, el anlisis y el diseo de los sistemas de control.En ese sentido, la unidad curricular CONTROL MODERNO, est compuesta por los siguientes temas: Modelado de sistemas con variables de estado, Formas Cannicas, Observabilidad y Controlabilidad, Diseo de Controladores en sistemas lineales mediante variables de estado, Estrategias de Control Modernas.La operacionalizacin de la Unidad Curricular, se llevar cabo mediante un conjunto de actividades que harn nfasis en el aprendizaje de conocimientos, que conlleva la revisin y comprensin de los fundamentos tericos a la resolucin de ejercicios y aplicacin a problemas propios de la ingeniera.PROGRAMA SINOPTICOUNIDAD CURRICULAR:CONTROL MODERNOHTE: 108HTA: 60HTI: 48UC.: 02TRAYECTO: 3LAPSO: 2DO TRIMESTRECDIGOPROPSITO: La unidad curricular proporcionar a los estudiantes las herramientas bsicas necesarias para la modelacin, el anlisis y el diseo de sistemas de control con base en la variable de estado. Incluye estabilidad, controlabilidad, observabilidad y realizacin del modelo de estado.SABERES:ESTRATEGIASEVALUACINREFERENCIASModelado de Sistemas con Variables de Estado.Formas Cannicas, Controlabilidad y Observabilidad.Diseo de Controladores en Sistemas Lineales mediante Variables de Estado.Estrategias de Control Modernas.Se har una exposicin por temas con participacin activa de los estudiantes a travs de la discusin y presentacin de ejemplos.Revisin del material impreso y bibliogrfico para su anlisis e interpretacin crtica.Se brindar asesora en cada uno de los temas abordados, en donde los estudiantes, trabajando en forma individual o en grupo, deben desarrollar aplicaciones en su rea para demostrar as los logros alcanzados.Se utilizarn software de aplicacin de forma tal de comparar los clculos manuales con los que se puedan obtener a travs del software.Se asignar una actividad grupal para desarrollarla en clase. Se asignarn trabajos a los estudiantes para que los desarrollen en su tiempo de trabajo independiente, y los presenten en clase para su discusin.Se evaluar el avance en el desarrollo de las habilidades necesarias a travs del seguimiento en la resolucin de los problemas asignados y se realizar una prueba escrita. William Brogan: Teora de Control Moderna. Editorial Addison Wesley. P.N. Paraskevopoulos: Modern Control Engineering. Editorial Dekker.Katsuhiko Ogata: Ingeniera de Control Moderna. Editorial Prentice Hall.Benjamin Kuo: Sistemas de Control Automtico. Editorial Prentice Hall.REQUERIMIENTOSMaterial de apoyo de aprendizaje de uso didctico ordinario (papel, consumibles de impresoras).UNIDAD CURRICULAR: CONTROL MODERNOTema I: Modelado de Sistemas con Variables de estado. HTE: 108HTA: 60HTI: 48PROPSITO: El estudiante desarrollar habilidades y destrezas para la descripcin y /o representacin de sistemas lineales, invariantes en el tiempo, ms comnmente utilizados, mediante la aplicacin de ecuaciones de estado.CONOCERHACERSER/CONVIVIRRepaso de lgebra lineal.Concepto de variable de estado y la ecuacin de estados.Representacin del modelo en variables de estado de sistemas Elctricos.Representacin de sistemas Dinmicos lineales.Representacin de sistemas Electrnicos.Representacin de sistemas Electromecnicos.Representacin de sistemas Dinmicos No lineales.Solucin de la ecuacin de estado por medio de la Transformada de Laplace.Propiedades de la Matriz Exponencial.Solucin de la ecuacin de estado por medio del Mtodo de Silvestre.Relacin entre variables de Estado y Funcin de Transferencia.Utiliza el concepto de estado en ejemplos prcticos.Representa el modelo de sistemas fsicos, tales como: elctricos, electrnicos, electromecnicos, trmicos, de nivel, en variables de estado.Representa el modelo de sistemas dinmicos no lineales, en variables de estado.Resuelve la ecuacin de estado por medio de la transformada de Laplace, y por medio del mtodo de Silvestre.Determina la relacin entre las variables de estado y la funcin de transferencia.Resuelve la ecuacin de estado utilizando por lo menos un software de aplicacin.Participativo.Comunicativo.Analtico y Crtico.Lgico y Deductivo.Investigativo.Cooperativo.Relaciones Asertivas.Formacin de Equipos de Trabajo.Responsabilidad.Respeto por las opiniones.ESTRATEGIAS PEDAGOGICASVALORACIN (25%)Explicacin y tutora por parte del profesor o profesora, resolucin de ejercicios, en forma grupal, supervisados por el profesor o profesora, revisin bibliogrfica de textos especializados. Entre los ejercicios a desarrollar se tiene la modelacin de sistemas lineales conocidos por medio de las variables de estado. De igual forma, resolucin de la ecuacin de estado por diferentes mtodos. Uso de software para la resolucin de la ecuacin de estado.La evaluacin de los aprendizajes de los(as) estudiantes se har de manera integral e integradora, mediante el dominio conceptual, la demostracin procedimental y el desarrollo actitudinal, en el desempeo basado en los valores personales y sociales asumidos. Se sugiere se realicen Actividades Grupales y Exmenes Escritos para la Evaluacinla Evaluacin de los aprendizajes.La valoracin integral del aprendizaje asumir la modalidad diagnstica-formativa-sumativa y se ejecutar mediante actividades combinadas de heteroevaluacin, coevaluacin y autoevaluacin.La evaluacin y valoracin de los aprendizajes estar sustentada en los principios de honestidad, colaboracin y desarrollo personal-grupal.Ponderacin de la Unidad Temtica: 25%Lapso de Duracin Sugerido: 3 Semanas RECURSOSREFERENCIASMaterial Didctico Ordinario: Guas de Problemas y Ejercicios.Pizarra Acrlica, Marcadores y Borrador.Computador y Video Beam.William Brogan: Teora de Control Moderna. Editorial Addison Wesley. P.N. Paraskevopoulos: Modern Control Engineering. Editorial Dekker.Katsuhiko Ogata: Ingeniera de Control Moderna. Editorial Prentice Hall.Benjamin Kuo: Sistemas de Control Automtico. Editorial Prentice Hall.UNIDAD CURRICULAR: CONTROL MODERNOTema II: Formas Cannicas, controlabilidad y observabilidad HTE: 108HTA: 60HTI: 48PROPSITO: El estudiante desarrollar habilidades y destrezas para la representacin de un sistema en las formas cannicas de las variables de estado, adems de la aplicacin de las matrices de Observabilidad y Controlabilidad.CONOCERHACERSER/CONVIVIRObtencin de la forma cannica controlador a partir de la Funcin de Transferencia.Obtencin de la forma cannica observador a partir de la Funcin de Transferencia.Obtencin de la forma cannica diagonal a partir de la Funcin de Transferencia.Obtencin de la forma cannica de Jordan a partir de la Funcin de Transferencia.Concepto de Controlabilidad de sistemas lineales, la Matriz de Controlabilidad.Forma cannica controlador por Transformacin de Similitud.Concepto de Observabilidad de sistemas lineales, la Matriz de Observabilidad.Forma cannica observador por Transformacin de Similitud.Valores Propios, Vectores Propios y Vectores Propios Generalizados.Obtencin de la forma cannica Diagonal por Transformacin de Similitud.Obtencin de la forma cannica de Jordan por Transformacin de Similitud. Obtiene las formas cannicas a partir de la funcin de transferencia.Obtiene las formas cannicas por transformacin de similitud.Calcula valores y vectores propios.Aplica la matriz de observabilidad.Aplica la matriz de controlabilidad.Participativo.Comunicativo.Analtico y Crtico.Lgico y Deductivo.Investigativo.Cooperativo.Relaciones Asertivas.Formacin de Equipos de Trabajo.Responsabilidad.Respeto por las opiniones.ESTRATEGIAS PEDAGOGICASVALORACIN (25%)Explicacin y tutora por parte del profesor o profesora, resolucin de ejercicios, en forma grupal, supervisados por el profesor o profesora, revisin bibliogrfica de textos especializados. Entre los ejercicios a desarrollar se tiene la obtencin de las formas cannicas de las variables de estado a partir de la funcin de transferencia y por medio de la transformacin de similitud. Uso de software especializado para la resolucin de problemas.La evaluacin de los aprendizajes de los(as) estudiantes se har de manera integral e integradora, mediante el dominio conceptual, la demostracin procedimental y el desarrollo actitudinal, en el desempeo basado en los valores personales y sociales asumidos. Se sugiere se realicen Actividades Grupales y Exmenes Escritos para la Evaluacinla Evaluacin de los aprendizajes.La valoracin integral del aprendizaje asumir la modalidad diagnstica-formativa-sumativa y se ejecutar mediante actividades combinadas de heteroevaluacin, coevaluacin y autoevaluacin.La evaluacin y valoracin de los aprendizajes estar sustentada en los principios de honestidad, colaboracin y desarrollo personal-grupal.Ponderacin de la Unidad Temtica: 25%Lapso de Duracin Sugerido: 03 Semanas RECURSOSREFERENCIASMaterial Didctico Ordinario: Guas de Problemas y Ejercicios.Pizarra Acrlica, Marcadores y Borrador.Computador y Video Beam.William Brogan: Teora de Control Moderna. Editorial Addison Wesley. P.N. Paraskevopoulos: Modern Control Engineering. Editorial Dekker.Katsuhiko Ogata: Ingeniera de Control Moderna. Editorial Prentice Hall.Benjamin Kuo: Sistemas de Control Automtico. Editorial Prentice Hall.UNIDAD CURRICULAR: CONTROL MODERNOTema III: Diseo de controladores en sistemas lineales mediante variables de estado. HTE: 108HTA: 60HTI: 48PROPSITO: El estudiante desarrollar habilidades y destrezas para el diseo de controladores utilizando las tcnicas de la variable de estado, as como tambin el diseo de observadores y de sistemas de seguimiento.CONOCERHACERSER/CONVIVIRDiseo de controladores por retroalimentacin de estados utilizando la forma cannica controlador.Diseo de Controladores utilizando la Frmula de Base-Gura.Diseo de Controladores utilizando la Frmula de Ackermann.Diseo de observadores de estado de orden completo.Diseo de observadores de estado de orden reducido.Principio de separacin.Teora de Regulacin: Diseo de sistemas de seguimiento a referencia constante.Teora de Regulacin: Diseo de sistemas de seguimiento a referencia Variable con disposicin del Vector de Estados.Teora de Regulacin: Diseo de sistemas de seguimiento a referencia Variable con retroalimentacin del Error.Disea controladores por realimentacin de estados.Disea controladores utilizando la frmula de Bass-Gura, y la frmula de Ackermann.Disea observadores de estado. Disea sistemas de seguimiento.Participativo.Comunicativo.Analtico y Crtico.Lgico y Deductivo.Investigativo.Cooperativo.Relaciones Asertivas.Formacin de Equipos de Trabajo.Responsabilidad.Respeto por las opiniones.ESTRATEGIAS PEDAGOGICASVALORACIN (25%)Explicacin y tutora por parte del profesor o profesora, resolucin de ejercicios, en forma grupal, supervisados por el profesor o profesora, revisin bibliogrfica de textos especializados. Entre los ejercicios a desarrollar se tiene el diseo de controladores utilizando las diferentes tcnicas, y diseo de observadores de estado y de seguimiento. Uso de software especializado para la resolucin de problemas.La evaluacin de los aprendizajes de los(as) estudiantes se har de manera integral e integradora, mediante el dominio conceptual, la demostracin procedimental y el desarrollo actitudinal, en el desempeo basado en los valores personales y sociales asumidos. Se sugiere se realicen Actividades Grupales y Exmenes Escritos para la Evaluacinla Evaluacin de los aprendizajes.La valoracin integral del aprendizaje asumir la modalidad diagnstica-formativa-sumativa y se ejecutar mediante actividades combinadas de heteroevaluacin, coevaluacin y autoevaluacin.La evaluacin y valoracin de los aprendizajes estar sustentada en los principios de honestidad, colaboracin y desarrollo personal-grupal.Ponderacin de la Unidad Temtica: 25%Lapso de Duracin Sugerido: 3 Semanas RECURSOSREFERENCIASMaterial Didctico Ordinario: Guas de Problemas y Ejercicios.Pizarra Acrlica, Marcadores y Borrador.Computador y Video Beam.William Brogan: Teora de Control Moderna. Editorial Addison Wesley. P.N. Paraskevopoulos: Modern Control Engineering. Editorial Dekker.Katsuhiko Ogata: Ingeniera de Control Moderna. Editorial Prentice Hall.Benjamin Kuo: Sistemas de Control Automtico. Editorial Prentice Hall.UNIDAD CURRICULAR: CONTROL MODERNOTema IV: Estrategias de Control Modernas. HTE: 108HTA: 60HTI: 48PROPSITO: El estudiante desarrollar habilidades y destrezas para establecer el nivel de dependencia y/o correlacin entre dos variables aleatorias, a travs de la resolucin de problemas propios de la ingeniera.CONOCERHACERSER/CONVIVIRControl ptimoPrincipio de OptimalidadRegulador Lineal ptimoEstimacin ptimaFiltros de KalmanRegulador LQGControl Robusto.Control Adaptativo.Disea un sistema de control utilizando el control ptimo.Disea un sistema de control utilizando el control robusto.Disea un sistema de control utilizando el control adaptativo.Participativo.Comunicativo.Analtico y Crtico.Lgico y Deductivo.Investigativo.Cooperativo.Relaciones Asertivas.Formacin de Equipos de Trabajo.Responsabilidad.Respeto por las opiniones.ESTRATEGIAS PEDAGOGICASVALORACIN (25%)Explicacin y tutora por parte del profesor o profesora. Resolucin de ejercicios, en forma grupal, propuestos y supervisados por el profesor o profesora, revisin bibliogrfica de textos especializados. Entre los ejercicios a desarrollar se tiene diseo de sistemas de control aplicando control ptimo, control, robusto y control adaptativo.La evaluacin de los aprendizajes de los(as) estudiantes se har de manera integral e integradora, mediante el dominio conceptual, la demostracin procedimental y el desarrollo actitudinal, en el desempeo basado en los valores personales y sociales asumidos. Se sugiere se realicen Actividades Grupales y Exmenes Escritos para la Evaluacinla Evaluacin de los aprendizajes.La valoracin integral del aprendizaje asumir la modalidad diagnstica-formativa-sumativa y se ejecutar mediante actividades combinadas de heteroevaluacin, coevaluacin y autoevaluacin.La evaluacin y valoracin de los aprendizajes estar sustentada en los principios de honestidad, colaboracin y desarrollo personal-grupal.Ponderacin de la Unidad Temtica: 25%Lapso de Duracin Sugerido: 3 Semanas RECURSOSREFERENCIASMaterial Didctico Ordinario: Guas de Problemas y Ejercicios.Pizarra Acrlica, Marcadores y Borrador.Computador y Video Beam.William Brogan: Teora de Control Moderna. Editorial Addison Wesley. P.N. Paraskevopoulos: Modern Control Engineering. Editorial Dekker.Katsuhiko Ogata: Ingeniera de Control Moderna. Editorial Prentice Hall.Benjamin Kuo: Sistemas de Control Automtico. Editorial Prentice Hall.