1.1.2. ejemplos de sistemas de control moderno 2

Universidad Tecnológica de la Mixteca

Teoría de ControlIngeniería en Electrónica

MC Jacob J. Vásquez Sanjuan

Plan de estudios1. Introducción a los sistemas de control1.1. Componentes básicos de un sistema de control1.2. Clasificación de tipos de sistemas de control1.3. Ejemplos de sistemas de control2. Fundamentos matemáticos2.1. Ecuaciones diferenciales2.2. Transformada de Laplace2.3. Expansión en fracciones parciales con Scilab3. Modelado matemático de sistemas físicos3.1. Función de transferencia y respuesta impulso3.2. Diagrama a bloques3.3. Gráficos de flujo de señal y ganancia de Mason3.4. Representación en variables de estado3.5. Sistemas eléctricos3.6. Sistemas mecánicos3.7. Sistemas térmicos3.8. Sistemas de nivel de líquido3.9. Detectores y codificadores en sistemas de control3.10. Sistemas no lineales y linealización

4. Análisis de la respuesta transitoria4.1. Respuesta transitoria de un sistema de primer orden4.2. Respuesta transitoria de un sistema prototipo de segundo orden4.3. Análisis de la respuesta transitoria con Matlab4.4. Efectos de adición de polos y ceros 4.5. Error en estado estable5. Estabilidad de sistemas lineales5.1. Método de Routh-Hurtwitz5.2. Método del lugar de las raíces con Matlab6. Análisis en el dominio de la frecuencia6.1. Introducción6.2. Criterio de estabilidad de Nyquist6.3. Obtención de la traza de Nyquist con Matlab6.4. Trazas de Bode6.5. Graficación de la trazas de Bode con Matlab6.6. Efectos de la adición de un polo y un cero en la función de trayectoria directa7. Diseño de controladores7.1. Consideraciones de diseño7.2. Control PD, PI y PID7.3. Control de adelanto, atraso, y adelanto-atraso de fase7.4. Filtro de muesca7.5. Control robusto7.6. Control realimentado en lazos menores7.7. Control mediante realimentación de estados

Bibliografía

Libros básicos Kuo, Benjamin c. “Sistemas de control automático” . Mexico :

Prentice-Hall Hispanoamericana , 1996.● Ogata, Katsuhiko. “Ingenieria de control moderna”. Mexico :

Prentice-Hall Hispanoamericana , 1998.

Libros complementarios Navarro Viadana, Rina m. “Ingeniería de control : analógica

y digital” . Mexico : McGraw-Hill Interamericana , 2004. Bolton, W. “Ingeniería de control”. México : Alfaomega,

2001. Coughanowr, Donald. “Process systems analysis and

control”. Mc-Graw Hill, 1991.

Reglas del curso

Calificaciones parciales (3) Examen (60%). Practicas (25%). Tareas (15%).

El retraso por cada día tiene una penalidad del 20%.

Laboratorio Entrega en el laboratorio, 50% de la calificación. La cual

debe incluir la simulación, en caso de no entregarla se pierde el derecho a permanecer en él.

La practica se entrega una semana después de realizada la práctica. 50% de la calificación.

Reglas del curso Formato de la práctica

Titulo de práctica y autores (ordenados alfabéticamente, iniciando con apellidos).

Introducción(30%) : Este es un resumen realizado por los alumnos, !No Teoría de libros, ni de Internet¡ copy-paste.

Procedimiento(25%): Que experimentos hiciste y como los llevaste a cabo.

Resultados(20%): Tablas, cálculos, fotografías, gráficas, y en todos ellos comentarios.

Conclusiones(25%): Que problemas tuviste al realizar los experimentos, hablar de lo que aprendiste y sugerencias.

Reglas del curso

Calificación final Examen de todo el material del curso (100%) Proyecto final (Derecho a examen)

Asistencia Con cuatro faltas pierde derecho a examen

parcial. No se aceptan justificantes con una semana

de retraso.

Página Web del curso

http://www.utm.mx/~jvasquez/teoriadecontrol.html

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Historia de los sistemas de control


Clepsydra, en Grecia, 300 a.c. a 1 d.c.

El primer uso del control retroalimentado se considera el mecanismo flotante regulador de agua del reloj de Ktesibios.

F:\11.html


Platón usa el reloj de Ktesibios y hace un despertador (para

alumnos dormilones)

C:\22.html


Controlador retro-alimentado de nivel de Polzunov


Sistema de James Watt, 1769, para controlar la velocidad de una máquina de

vapor


Una aplicación de sistemas de control (patente de 1886)


Aplicaciones actualesAplicaciones actuales


En el automóvil


Generadores de voltaje


Sistemas automáticos : velocidad y posición


En máquinas CNC


En robots móviles


Robots Antropomórficos


Prótesis


Sistema de estabilización en un avión Falcon F-16


En robots móviles


Care robots


Proyectos UTM

Control de una planta generadora de energía eléctrica.

Controlador de un convertidor de CD-CD; reductor-elevador y convertidor de CA-CD, con factor de potencia unitario.

Prototipo electromecánico para dibujar circuitos impresos sobre una placa de cobre.


“Sistema de control de un generador de energía eléctrica”, por Edgardo Yescas.


Robot móvil controlado con IA


Proyectos UTM





Convertidor CD-CD


Resultados


Proyectos UTM





Resultados


¿Que es unsistema de ¿Que es unsistema de control?control?

Sistema electrónico que se encarga de regular una o más variables.

¿Que significa regular?¿Que significa regular? Mantener dentro de ciertos límites.

¿Que variables?¿Que variables? Temperatura, concentración, flujo, velocidad, etc.


Ejemplo: Control manual.


Ejemplo: Control automático.


Equipo del laboratorio de control

Control de velocidad de un motor con carga variable.

Suspensión magnética. Control de temperatura, presión y flujo de aire. Péndulo invertido. Viga y bola. Control de nivel de líquido en tres tanques.


Control de velocidad de un motor con carga variable.


Levitación magnética


Control de temperatura, presión y flujo de aire.


Péndulo invertido


Viga y Bola


Control de nivel de líquido en tres tanques.


Pasos para crear un sistema de control

Obtención del modelo matemático

del sistema

Diseñar el controladoradecuado

Determinar la estabilidad del sistema

Obtener la respuesta del sistema y

mejorarla.

Materias necesarias :Matemáticas

(Transformada de Laplace)

Física (mecánica)

Para los pasos restantes se emplea la teoríade control y herramientas computacionales

como Matlab

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