Guía didáctica de Control continuo

Control continuo

Fundamentación

La Unidad de Aprendizaje (UDA) Control Continuo es importante debido a que gran parte de las soluciones actuales a problemas de automatización en la industria recaen en los conocimientos derivados de las áreas de instrumentación y teoría de control.

En este sentido, para automatizar un proceso industrial, es necesario modelar las dinámicas del proceso por medio de ecuaciones diferenciales en el espacio del tiempo y funciones de transferencia en el espacio de Laplace, analizar las características del sistema dinámico, así como proponer un sistema de control de lazo cerrado para estabilizar las dinámicas y resolver el problema de seguimiento de una trayectoria de referencia por medio de un controlador automático.

El diseño de controladores automáticos se lleva a cabo a través de simulaciones en ambientes de desarrollo de programación en ingeniería. Para que el diseño sea correcto, el modelo propuesto de la planta a automatizar debe describir las dinámicas del proceso con precisión. Una vez que el controlador ha sido diseñado usando las técnicas a desarrollar en la UDA, su implementación en la planta real será más fácil.

Esta UDA se imparte a partir de la segunda mitad del programa educativo y es recomendada para cubrir los conocimientos de base para la UDA Control Discreto. Se relaciona con las UDAs Informática Industrial e Instrumentación Digital.

Competencia general

Aplica los conceptos de modelado y simulación de sistemas dinámicos aprendidos en los cursos de Física Universitaria, Química Universitaria, Ecuaciones Diferenciales y Análisis de Circuitos Eléctricos en Tiempo para describir las dinámicas de un sistema lineal invariante en el tiempo (LTI). Analiza su respuesta a entradas conocidas y su estabilidad en lazo abierto. Una vez que las características de un sistema LTI han sido analizadas, aplica los conceptos de teoría de control para implementar el controlador Proporcional-Integral-Derivativo para estabilizar las dinámicas del sistema en lazo cerrado y seguir trayectorias de referencia.

Contenidos temáticos

1. Introducción a los sistemas de control automático
2. Fundamentos matemáticos
3. Transformada de Laplace
4. Modelos de sistemas dinámicos
5. Función de transferencia
6. Diagramas de bloques
7. Análisis de respuesta transitoria y estacionaria
8. Análisis de respuesta en frecuencia
9. Análisis de estabilidad
10. Control Proporcional-Integral-Derivativo (PID)

Metodología de trabajo

Mediante la plataforma de educación se deberá considerar lo siguiente:

• Materiales: se encontrarán en el ambiente digital de aprendizaje referencia a lecturas, videos y programas Scilab de ejemplo.
• Interacción en plataforma: se podrán utilizar herramientas de comunicación como chats para discusión y resolver dudas de los temas propuestos en la UDA.
• Actividades: Durante el desarrollo de los temas propuestos en la UDA se realizarán prácticas en el ambiente de desarrollo Scilab y se desarrollará como proyecto un sistema de control en lazo cerrado de un motor eléctrico en simulación en el ambiente de desarrollo Scilab.
• Seguimiento del participante: el seguimiento será constante por medio de la realización de cuatro prácticas y un proyecto, con el objetivo de acompañar y mantener el aprendizaje.

Durante las sesiones presenciales se resolverán dudas de los temas y las prácticas previamente desarrolladas. Además se llevará un seguimiento de los avances del proyecto de acuerdo a los temas previamente desarrollados.

Las prácticas y el proyecto se desarrollarán en el ambiente de programación científica Scilab

Criterios de evaluación

Los criterios de evaluación son los siguientes:

• Reporte correcto de los puntos que se deben incluir en las prácticas.
• Desarrollo correcto del proyecto de acuerdo con los avances programáticos de la UDA.
• Programación correcta de los códigos en Scilab de las prácticas y del proyecto.
• Análisis crítico de los resultados obtenidos tanto en las prácticas como durante el desarrollo del proyecto.
• Redacción y ortografía de los reportes, tanto de prácticas como del proyecto.
• Bibliografía consultada.

Para aprobar es necesario cumplir en tiempo y forma los siguientes requisitos durante el desarrollo de la UDA:

• Lectura reflexiva de los materiales propuestos.
• Correcto desarrollo de las prácticas.
• Correcto desarrollo del proyecto.
• Resolución de problemas propuestos.

Para aprobar es necesario cumplir en tiempo y forma los siguientes requisitos durante el desarrollo de la UDA:

Cronograma

Créditos