8608 - Control Automático I PLANIFICACIONES Planificaciones 8608 - Control Automático I Docente responsable: GHERSIN ALEJANDRO SIMON 1 de 7 Actualización: 2ºC/2016 8608 - Control Automático 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. 2 de 7 8608 - Control Automático I PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2016 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 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 3 de 7 8608 - Control Automático I PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2016 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 del Trabajo Especial. Las dos evaluaciones parciales contarán con una fecha de recuperación parcial ó integradora (según corresponda) indicada en el calendario y dentro del período lectivo, la nota de cursado (NC) de la materia se obtendrá como el promedio de TODAS las notas obtenidas (parciales y recuperatorio). Las inasistencias a las fechas de parciales o recuperatorio deberán ser justificadas y se coordinará, en cada caso una nueva fecha particular dentro del período lectivo. De ser mayor ó igual a 7 y contando con una asistencia superior al 75% en las clases teóricas, el coloquio integrador consistirá de preguntas sobre lo escrito en el Trabajo Especial y en los parciales, sobre lo cual se pondrá la calificación final. De estar entre 4 y 6 deberá rendirse en el coloquio integrador, un examen escrito y posteriormente un examen oral sobre lo escrito en el Trabajo Especial y en los parciales, sobre lo cual se pondrá la calificación final. Fuera del período lectivo se dispondrá de 5 llamados para rendir el coloquio integrador (sus fechas serán oportunamente informadas al finalizar el período lectivo). 4 de 7 8608 - Control Automático I PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2016 CALENDARIO DE CLASES Semana Temas de teoría Resolución de problemas <1> 15/08 al 20/08 Introducción y modelos. Problemas Cap 8 Astrom Murray <2> 22/08 al 27/08 Modelos y linealización. Problemas Cap 2 Astrom Murray <3> 29/08 al 03/09 FERIADO <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 Realizaciones en espacio de estados, exponencial matricial. <10> 17/10 al 22/10 Realimentación de estados y ubicación de polos. <11> 24/10 al 29/10 Realimentación de estados y ubicación de polos. <12> 31/10 al 05/11 FERIADO <13> 07/11 al 12/11 Observadores y Observabilida d. <14> 14/11 al 19/11 Realimentación en base a estados estimados. <15> 21/11 al 26/11 PARCIAL 2 <16> 28/11 al 03/12 RECUPERAC IÓN 2 P2 Laboratorio Otro tipo Elementos de Modelado Control PID y Root Locus. 5 de 7 Fecha entrega Informe TP Bibliografía básica 8608 - Control Automático I Semana Temas de teoría PLANIFICACIONES Resolución de problemas Laboratorio 6 de 7 Otro tipo Actualización: 2ºC/2016 Fecha entrega Informe TP Bibliografía básica 8608 - Control Automático I PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2016 CALENDARIO DE EVALUACIONES Evaluación Parcial Oportunidad Semana Fecha Hora 1º 8 06/10 18:00 2º 14 17/11 18:00 3º 4º 7 de 7 Aula