Planificaciones 6618 - Teoría de Control I Docente responsable: GHERSIN ALEJANDRO SIMON

6618 - Teoría de Control I
PLANIFICACIONES
Planificaciones
6618 - Teoría de Control I
Docente responsable: GHERSIN ALEJANDRO SIMON
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Actualización: 2ºC/2016
6618 - Teoría de Control I
PLANIFICACIONES
Actualización: 2ºC/2016
OBJETIVOS
El curso brindará a los alumnos una introducción a los conceptos fundamentales de la teoría de sistemas
realimentados. Siendo una materia obligatoria, se pretende formar al estudiante de séptimo cuatrimestre de
Ingeniería Electrónica, para todas las orientaciones que ofrece la carrera, en los temas fundamentales del área
de sistemas de control, a un nivel introductorio.
El enfoque que se adoptará, tiene la intención de transmitir a los estudiantes una idea integral de lo que es el
control automático como especialidad de ingeniería en sí misma. Para ello, el alumno recibirá una introducción
los temas fundamentales del área. Se desea como objetivo que al finalizar el curso, el alumno pueda:
1-Reconocer las razones por las cuales realimentar, ventajas y desventajas.
2-Comprender los alcances del control PID clásico:
3-Comprender los diagramas de Bode y Nyquist para evaluar performance y márgenes de estabilidad.
4-Incorporar los conceptos fundamentales de sistemas de control en espacio de estados:
5-Incorporar los conceptos fundamentales de estabilidad de sistemas realimentados:
6-Incorporar las nociones básicas sobre limitaciones de diseño en sistemas realimentados.
CONTENIDOS MÍNIMOS
PROGRAMA SINTÉTICO
1. Temas de repaso, modelado y linealización, conceptos fundamentales de estabilidad.
2. Control PID, criterio de estabilidad de Nyquist, márgenes de estabilidad y diseño en la frecuencia.
3. Limitaciones de diseño y control digital básico.
4. Sistemas en espacio de estados, solución de la ecuación de estados, y realizaciones.
5. Transformaciones de similaridad, controlabilidad y realimentación de estados.
6. Observabilidad y realimentación de estados estimados.
PROGRAMA ANALÍTICO
Primera Parte:
Introducción al control realimentado.
Modelos y linealización.
Respuesta en frecuencia y funciones de transferencia, respuesta al impulso, transformadas de Laplace y
diagramas de Bode (repaso). Criterio de estabiliad de Routh-Hurwitz.
Estado Estacionario, diagramas en bloques, ubicación de polos y requerimientos sobre respuesta transitoria.
Criterio de estabilidad de Nyquist y márgenes de estabilidad. Márgenes de fase y ganancia.
Diseño en el dominio de la frecuencia.
Limitaciones de diseño. Ceros y Polos en el semiplano derecho y retardos de tiempo muerto. Fórmula integral
de Bode para la sensibilidad.
Control Digital Básico. Métodos numéricos de primer orden para la aproximación de la integral. Selección del
intervalo de muestreo.
Segunda Parte:
Realizaciones en espacio de estados.
Solución de la ecuación diferencial de estados y exponencial matricial.
Controlabilidad y alcanzabilidad (reachability).
Realimentación de estados y ubicación de polos.
Observadores y Observabilidad.
Realimentación en base a estados estimados.
Control Integral en espacio de Estados.
Contenido Práctico Complementario:
Elementos de Modelado.
Control PID y root locus. Trazado del diagrama de root locus.
Elementos de Tecnología de Sensores y Actuadores
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BIBLIOGRAFÍA
1- OBLIGATORIA: Karl Johan Astrom y Richard M. Murray: Feedback Systems, An Introduction for Scientists
and Engineers
2- G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini: Control de Sistemas Dinámicos con Retroalimentación
3- K. Ogata: Modern Control Engineering
4- O. Elgerd: Control Systems Theory
5- B. Kuo: Linear Networks & Systems
5- R. Dorf: Modern Control Systems
7- B. Friedland: Control Systems Design
8- J. Van de Vegte: Feedback Control Systems
9- D'azzo & Houpis: Linear Control Systems, Analysis & Design
RÉGIMEN DE CURSADA
Metodología de enseñanza
Por tratarse de una materia de 6 créditos se debe desarrollar en 6 hs semanales entre clases teóricas y
prácticas. En particular se impartirán 3 hs semanales de clase teórica obligatoria y 3 hs semanales de clase
práctica obligatoria.
Las clases prácticas se desarrollarán sobre los problemas de final de capítulo del libro obligatorio.
Cada alumno deberá llevar una carpeta de problemas.
Adicionalmente se asignará a cada grupo la realización de un Trabajo Especial de carácter práctico a
desarrollar durante la segunda mitad del curso y que deberá ser presentado antes de la finalización.
Se tomarán dos evaluaciones en las fechas indicadas en el Calendario de Actividades con los siguientes
contenidos:
Primera evaluación : Unidades 1, 2 y 3.
Segunda evaluación : Unidades 4,5 y 6.
Modalidad de Evaluación Parcial
Se requerirá la aprobación de las evaluaciones, la asistencia al 75% de las clases teóricas y prácticas y la
presentación de los trabajos prácticos.
La única evaluación parcial contará con dos fechas de recuperación. La nota de cursado (NC) de la materia se
obtendrá en base al parcial, los TPs 1 y 2, y la nota de concepto de los docentes.
Fuera del período lectivo se dispondrá de 5 llamados para rendir el coloquio integrador (sus fechas serán
oportunamente informadas al finalizar el período lectivo).
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CALENDARIO DE CLASES
Semana
Temas de
teoría
Resolución
de problemas
<1>
15/08 al 20/08
FERIADO
Problemas Cap 8
Astrom Murray
<2>
22/08 al 27/08
Introducción y
modelos.
Problemas Cap 2
Astrom Murray
<3>
29/08 al 03/09
Modelos y
linealización.
<4>
05/09 al 10/09
Estado
Estacionario,
diagramas en
bloques,
ubicación de
polos
y
requerimiento
s sobre
respuesta
transitoria.
Problemas Cap. 10
Astrom Murray
<5>
12/09 al 17/09
Criterio de
estabilidad
de Nyquist y
los
márgenes
de
estabilidad.
Problemas Cap. 9
Astom Murray
<6>
19/09 al 24/09
Diseño en el
dominio de la
frecuencia.
Problemas Cap. 11
Astrom Murray
<7>
26/09 al 01/10
Limitaciones
de diseño y
Control
Digital
Básico.
<8>
03/10 al 08/10
PARCIAL 1
<9>
10/10 al 15/10
FERIADO
Recuperación 1 P1
<10>
17/10 al 22/10
Realizaciones
en espacio
de estados,
exponencial
matricial.
Elementos de Sensores y
Actuadores
<11>
24/10 al 29/10
Controlabilida
dy
alcanzabilidad
(reachability)
Recuperación 2 P1
<12>
31/10 al 05/11
Realimentación Problemas Cap 5.
de estados y
Astrom Murray
ubicación de
polos.
<13>
07/11 al 12/11
Observadores
y
Observabilida
d.
<14>
14/11 al 19/11
Realimentación Problemas Cap 7 Astrom
en base a
Murray
estados
estimados.
<15>
21/11 al 26/11
RECUPERACION 1 DEL
PARCIAL
<16>
28/11 al 03/12
FERIADO
Laboratorio
Otro tipo
Elementos de Modelado
Control PID y Root Locus.
Problemas Cap 6 Astrom
Murray
RECUPERACION 2 DEL
PARCIAL
Entrega Trabajo Especial
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Fecha entrega
Informe TP
Bibliografía
básica
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CALENDARIO DE EVALUACIONES
Evaluación Parcial
Oportunidad
Semana
Fecha
Hora
Aula
1º
11
24/10
16:00
?
2º
15
21/11
16:00
?
3º
16
30/11
19:00
4º
5 de 5