Objetivo

Que el alumno aprenda algunas herramientas básicas de la Ingeniería de Control y utilice algunos paquetes computacionales para los propósitos de modelación, análisis, diseño y simulación de sistemas de control. A lo largo del curso se mantendrá un énfasis especial sobre los sistemas electromecánicos.

Duración: 52 hrs.

Capítulo 1. Introducción.

1.1. Reseña histórica de la ingeniería de Control.
1.2. Elementos básicos de un sistema de control. 
1.3. Concepto de control retroalimentado. 
1.4. La computadora como herramienta de diseño y controlador en tiempo real.

1.5. Modelos de sistemas físicos.

Capítulo 2. Elemento de la transformada de Laplace y la transformada Z.

 2.1 Definición de la transformada de Laplace y transformada Z.

 2.2 Teoremas de la transformada Z.

 2.3 Transformada Z inversa.

 2.4 Retenedor de orden cero y respuesta entre instantes de muestreo.

 2.5 La función de transferencia como modelo de un sistema lineal.

Capítulo 3. Descripción de sistemas en variables de estado.

3.1 Introducción.

3.2 Ejemplos.

3.3 La ecuación de estado en tiempo continuo (o discreto).

3.4 La forma canónica controlable y observable.

3.5 Solución de la ecuación de estado mediante la transformada de Laplace (transformada Z).

3.6 Ecuación característica, valores y vectores propios.

3.7 Discretización de señales en tiempo continúo.

3.8 Respuesta de sistemas muestreados entre instantes de muestreo.

Capítulo 4. Estabilidad de sistemas de control.

4.1 Introducción.

4.2 Definiciones de estabilidad.

4.3 Los métodos clásicos de Lyapunov.

4.4 Resultados importantes para determinar la estabilidad en sistemas lineales en tiempo continuo y discreto.

Capítulo 5. Análisis en el dominio del tiempo.

5.1 Introducción.

5.2 Comparación de la respuesta en el tiempo de sistemas en tiempo continuo y sistemas muestreados

5.3 Respuesta en el tiempo en función de la localización de las raíces en el plano S y en el plano Z.

Capítulo 6. Análisis en el dominio de la frecuencia.

6.1 Introducción.

6.2 Diagramas de Nyquist y de Bode.

6.3 Margen de fase y margen de ganancia.

Capítulo 7. Controlabilidad y observabilidad.

7.1 Introducción.

7.2 Definición de controlabilidad. Teoremas de controlabilidad para sistemas lineales invariantes en el tiempo.

7.3 Definición de observabilidad. Teoremas de observabilidad para sistemas lineales invariantes en el tiempo.

7.4 Relación dual entre controlabilidad y observabilidad.

7.5 Relaciones entre controlabilidad, observabilidad y funciones de transferencia.

7.6 Controlabilidad y observabilidad en función del periodo de muestreo.

Capítulo 8. Diseño de sistemas de control.

8.1 Introducción.

8.2 Compensación en cascada con controladores en tiempo continuo.

8.3 Compensación por retroalimentación en tiempo continuo.

8.4 El controlador digital.

8.5 El controlador PID digital.

8.6 Asignación de polos por retroalimentación estática del estado.

8.7 La retroalimentación dinámica del estado.

Capítulo 9. Observadores de estado.

9.1 Introducción.

9.2 Diseño de observadores.

Capítulo 10. Esquemas de control industrial

10.1 Control en cascada.

10.2 Control de relación.

10.3 Control prealimentado.

10.4 Control PID.

10.5 Esquemas combinados.

Bibliografía:

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