UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Vicerrectorado Académico Decanato de Estudios Tecnológicos

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Vicerrectorado Académico
Decanato de Estudios Tecnológicos
1. Departamento de Tecnología Industrial
2. Asignatura: Sistema de Control
3. Código de la asignatura: TI-2233
No. de unidades-crédito: 3
No. de horas semanales: Teoría 3 Práctica 1 Laboratorio 1
4. Fecha de entrada en vigencia de este programa:
5. Objetivo General: Esta asignatura tiene como propósito enseñar y aplicar los
principios básicos de sistemas y controla dichos sistemas, Al finalizar el curso el
estudiante estará en capacidad de:
5.1.
Analizar el comportamiento de sistemas lineales e invariantes en el
tiempo, tanto en el dominio temporal como frecuencial.
5.2.
Establecer un modelo matemático de un sistema en forma de diagramas
de bloques. Calcular la función de transferencia del sistema en lazo abierto y en
lazo cerrado.
5.3.
Evaluar la estabilidad absoluta y relativa del sistema, su respuesta en
régimen transitorio y su precisión en régimen permanente.
5.4.
Diseñar controladores para un sistema en particular, utilizando la
teoría de control clásico
6. Contenidos:
Tema 1: TRANSFORMADA DE LAPLACE Y FUNCIONES DE
TRANSFERENCIA.
Definición de la transformada de Laplace y propiedades: definición de la
Transformada de Laplace. Cálculo de Transformadas de Laplace de algunas
funciones simples. Notación. Teoremas de la Transformada de Laplace. Teoremas
del valor final y del valor inicial. Teorema del valor final. Teorema del valor
inicial. Transformación inversa de Laplace: Definición. Tabla de pares de
transformadas. Método de desarrollo en fracciones parciales para hallar
transformadas inversas de Laplace. Resolución de ecuaciones diferenciales lineales
con las funciones de transferencia de algunos sistemas físicos.
Tema 2: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL Y MODELOS
DE SISTEMAS FÍSICO
Características generales de Sistemas de acuerdo a su naturaleza: Sistemas lineales
y no lineales. Sistemas de parámetros constantes y de parámetros variantes.
Sistemas en tiempo continuo y en tiempo discreto. Sistemas e parámetros
concentrados y parámetros distribuidos. Sistemas determinísticos y probabilístico o
estocásticos. Sistemas de Regulación y Control. Características y clasificación:
Definición de sistemas de control. Clasificación de sistemas de control como de
lazo abierto y de lazo cerrado. Terminología en el área de control. Característica de
los sistemas de control que determinan su comportamiento: exactitud, rapidez de
respuesta, Estabilidad. Introducción a la representación de sistemas de control por
diagramas de bloques: representación estándar de un sistema de control
realimentado. Ejemplos de sistemas de control. Modelos matemáticos de sistemas:
Ecuaciones diferenciales de sistemas y elementos: Redes eléctricas, Sistemas
mecánicos de rotación, Sistemas electromecánicos, Sistemas de nivel de líquido.
Tema 3: REPRESENTACIÓN Y RESPUESTA DE SISTEMAS
Diagrama de bloques y funciones de transferencia de sistemas de control: Bloques
en cascada y en paralelo. Diagrama de bloques de un sistema de control en lazo
cerrado: Función de transferencia directa, de la o abierto y de lazo cerrado.
Sistemas de control de múltiples variables: Funcione de transferencia y matriz de
transferencia reducción de diagrama de bloques de sistemas multivariables a su
formación canónica. Gráfica de flujo de señal, Fórmula de ganancia de masón.
Respuesta de Sistemas: Sistemas de orden cero. Sistemas de primer orden, Sistemas
de segundo orden: Ecuación diferencial, Función de transferencia y respuesta a una
entrada escalón. Especificaciones de la respuesta transitoria.
Tema 4: DISEÑO DE CONTROLADORES
Error en estado estacionario: Valor de estado estacionario de la salida de un
sistema, Error en estado estacionario de un sistema para entradas: escalón, Rampa,
parábola u otra potencia de t superior. Tipos de sistemas y coeficientes de error:
Tipos de sistemas. Errores en estado estacionario de diferentes tipos de sistemas,
Coeficientes de error en estado estacionario de posición de velocidad y de
aceleración. Acciones básicas de control: Acción de control de dos posiciones (ONOFF), acción de control proporcional, Acción de control integral, Acción de control
proporcional e integral y derivativa (PID), Sensibilidad de los sistemas de control a
variaciones de sus parámetros: Efecto de la variación en los parámetros de un
sistema, funcione de sensibilidad.
7. Metodología: Instrumentación Electrónica estará compuesta por una serie de
actividades que ayudará al estudiante a comprender los conocimientos básicos en
el área. Dichas actividades son:
• 15 Clases magistrales
• 5 secciones de ejercicios y problemas
• 1 sección de presentaciones
8. Estrategias de Evaluación: La evaluación de esta asignatura debe ser continua y
se recomienda intervalos de evaluación cortos, con la finalidad que los estudiantes
puedan asimilar y reforzar los conocimientos obtenidos en las clases. La evaluación
que se recomienda puede ser de la siguiente manera:
• 5 parciales cortos (duración 1 hora) en las semanas 3,5,7,9,11.
80%
• 5 asignaciones de ejercicios fuera del aula.
20%
Total
100%
9. Referencia:
1. Warwick, K. (1996) An introduction to control systems. 2nd edition. Advanced
series in electrical and computer engineering, 8. World Scientific Publishing,
pp362. ISBN 9789810215637.
2. Kuo, B. C., Sistemas de Control Automático. Prentice Hall. Séptima Edición,
1996.
3. OGATA, KATSUHIKO. Ingeniería de Control Moderna. 3a edición. PrenticeHall. Hispanoamericana, S.A. 1998.