Control Digital

0

MTMTMTMT----SUPSUPSUPSUP----XXXXXXXXXXXX REV00REV00REV00REV00

MMMMMMMMAAAAAAAANNNNNNNNUUUUUUUUAAAAAAAALLLLLLLL DDDDDDDDEEEEEEEE LLLLLLLLAAAAAAAA AAAAAAAASSSSSSSSIIIIIIIIGGGGGGGGNNNNNNNNAAAAAAAATTTTTTTTUUUUUUUURRRRRRRRAAAAAAAA

CONTROL DIGITAL

INGENIERA MECATRNICA MECATRNICA

1

DIRECTORIODIRECTORIODIRECTORIODIRECTORIO

Secretario de Educacin PblicaSecretario de Educacin PblicaSecretario de Educacin PblicaSecretario de Educacin Pblica

Dr. Reyes Tamz Guerra Subsecretario de Educacin SuperiorSubsecretario de Educacin SuperiorSubsecretario de Educacin SuperiorSubsecretario de Educacin Superior Dr. Julio Rubio Oca Coordinador de Universidades PolitcnicasCoordinador de Universidades PolitcnicasCoordinador de Universidades PolitcnicasCoordinador de Universidades Politcnicas

Dr. Enrique Fernndez Fassnacht

2

PAGINA LEGALPAGINA LEGALPAGINA LEGALPAGINA LEGAL

Ivn Orlando Rodrguez Martnez (Universidad Politcnica de Aguascalientes) Primera Edicin: 2006 DR 2005 Secretara de Educacin Pblica Mxico, D.F. ISBN-----------------

3

NDICENDICENDICENDICE

NDICE ----------------------------------------------------------------------------------------------- 3

INTRODUCCIN -------------------------------------------------------------------------------- 3

FICHA TCNICA --------------------------------------------------------------------------------- 5

IDENTIFICACIN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE ------------------- 7

PLANEACIN DEL APRENDIZAJE -------------------------------------------------- 11

LINEAMIENTOS DE EVALUACIN -------------------------------------------------- 17

INTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCIN

Este manual sirve al Profesor para identificar los objetivos, los contenidos y su programacin, correspondientes a la asignatura: Control Digital. El manual detalla las habilidades y valores que desarrolla el estudiante al cumplir con cada objetivo, tambin da algunas directrices en cuanto a los instrumentos didcticos y de evaluacin que podran aplicarse durante el curso. El Control Digital ha desempeado un papel muy importante en el avance de la ingeniera y la ciencia. Estos controles, se han vuelto una parte importante de los procesos modernos industriales de manufactura. Adems, tienden cada vez ms a ser ms complejos y pequeos, por lo que resulta importante que un(a) ingeniero(a) en mecatrnica sea capaz de realizar esta optimizacin en los sistemas de control que disea.

Las aplicaciones de estos dispositivos van de un simple encendido y apagado de una lmpara hasta procesos tan complicados y veloces como el diseo de sistemas pilotos automticos en la industria aeroespacial. Sin duda alguna los estudiantes de ingeniera mecatrnica se enfrentarn de aqu en delante con problemas que requieren de ser analizados y/o controlados en forma digital. Por esta y otras razones es imprescindible que los estudiantes de ingeniera mecatrnica estudien y apliquen tcnicas para el control digital.

Una vez establecida la relevancia de la asignatura en la carrera de Ing. Mecatrnica, se plantea que el objetivo de la asignatura es: desarrollar la capacidad en el alumno para integrar los sistemas de control discreto empleando una computadora y microprocesadores para el control de procesos. El control digital tiene influencia sobre otras materias debido a que permite al alumno analizar los dispositivos digitales ms sofisticados, teniendo aplicacin directa con microcontroladores y electrnica digital.

5

FICHA TCNICAFICHA TCNICAFICHA TCNICAFICHA TCNICA

Nombre: CONTROL DIGITAL

Clave:

Justificacin: El control digital proporciona las tcnicas de discretizacin de seales que permiten el control de procesos mediante el uso de herramientas computacionales, aplicando estrategias de tipo automatico P, I y D.

Objetivo: Desarrollar la capacidad en el alumno para disear y analizar estrategias de control discreto empleando herramientas computacionales para su simulacin e implementacin.

Pre requisitos:

Sistemas numricos Programacin en ensamblador Lenguajes de alto nivel Protocolos de comunicacin

Capacidades y/o Habilidades

Emplear de manera adecuada los sistemas numricos. Analizar el funcionamiento de compuertas lgicas bsicas y su integracin. Comprender el funcionamiento de los sistemas de transmisin paralela y serial. Programar en lenguaje ensamblador. Aplicar la programacin en ensamblador para utilizar cualquier perifrico de entrada o

salida Analizar y comprender las diferentes arquitecturas de microprocesadores. Utilizar compiladores de C/C++ para programar aplicaciones de 16 y 23 bits. Emplear los diferentes buses e interfaces de un computador. Manejo de microcontroladores. Diseo de Control PID

FICHA TCNICAFICHA TCNICAFICHA TCNICAFICHA TCNICA

6

Estimacin de tiempo (horas) necesario para transmitir el aprendizaje al alumno, por Unidad de Aprendizaje:

UNIDADES DE APRENDIZAJE

TEORA PRCTICA

presencial No

presencial

presencial No

presencial

Conversin de procesamiento de

seales 11.0 0 3.0 3

Aplicacin de la transformada Z

11.0 0 3.0 3

Anlisis en el dominio de tiempo y en frecuencia de sistemas discretos

7.0 0 12.0 3

Simulacin digital 9.0 0 4.0 3 Tcnicas de diseo de

control digital 7.0 0 8.0 3

Total de horas por cuatrimestre:

75

Total de horas por semana:

5

Crditos:

Bibliografa:

Ogata, Katsuhiko. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Segunda Edicin. Prentice Hall, 1996.

Franklin, Gene F.; Powell, David J.; Workman, Michael L.; Powell, Dave. Digital Control of Dynamic Systems. Addison-Wesley, 1997.

Paraskevopoulos, P. Digital Control Systems. Prentice-Hall,1996.

Kuo, Benjamin. Digital Control Systems (Second Edition). Hbj College & School Division,1995.

Vaccaro, Richard J. Digital Control: A State-Space Approach. McGraw-Hill, 1995.

Phillips, Ch. L.; Nagle, H. T. Digital Control System Analysis and Design. Prentice Hall International, 1994.

Houpis, Constantine; Lamont, Gary. Digital Control Systems: Theory, Hardware, Software. McGraw-Hill, 1991.

Leigh, J. R. Applied Digital Control: Theory, Design and Implementation. Prentice Hall International, 1984.

7

IDENTIFICACIN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJEIDENTIFICACIN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJEIDENTIFICACIN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJEIDENTIFICACIN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Unidades de Unidades de Unidades de Unidades de AprendizajeAprendizajeAprendizajeAprendizaje

Resultados de Resultados de Resultados de Resultados de Aprendizaje Aprendizaje Aprendizaje Aprendizaje

Criterios de Desempeo Criterios de Desempeo Criterios de Desempeo Criterios de Desempeo La persona es competente cuando:La persona es competente cuando:La persona es competente cuando:La persona es competente cuando:

Evidencias Evidencias Evidencias Evidencias

(EC, EP, ED, EA)(EC, EP, ED, EA)(EC, EP, ED, EA)(EC, EP, ED, EA)

TotalTotalTotalTotal

Hrs.Hrs.Hrs.Hrs.

Conversin de procesamiento de seales

El alumno examinar los tipos de conversiones de procesamiento de seales en un sistema discreto.

Examina los tipos de seales y sistemas.

EC: Descripcin de las seales analgicas y digitales y su aplicacin en sistemas de control.

12

Aplica el lgebra de Boole y tablas de verdad para resolver situaciones problemticas utilizando circuitos lgicos.

ED: Empleo del algebra de Boole para resolver un problema industrial utilizando una Gal.

Resuelve problemas utilizando el convertidor analgico digital y digital analgico de un microcontrolador.

ED: Utiliza el convertidor A/D de un microcontrolador para acoplar los dos tipos de seales a un sistema de control digital.

El alumno reconocer las diversas tcnicas empleadas para el muestreo y la construccin de seales

Elabora una investigacin sobre los dispositivos de muestreo y retencin

EC: Anlisis de las tcnicas de muestreo para la conversin de procesamiento de seales

Interpreta el teorema de muestreo para procesamiento de seales.

EC: Ejemplificacin del Teorema de muestreo para el procesamiento de seales.

Resuelve problemas que involucren la reconstruccin de seales muestreadas.

ED: Aplicacin de tcnicas para la reconstruccin de seales.

Aplicacin de la transformada Z.

El alumno emplear la transformada Z para la solucin de problemas en un sistema discreto.

Construye un mapa conceptual acerca del concepto de la transformada Z y sus teoremas principales.

EP: Demostracin de las funciones de transferencia principales de la transformada Z.

12

Analiza la respuesta en sistemas de lazo abierto.

EP: Interpretacin de la Grafica de respuesta de un sistema de lazo abierto de primer orden.

El alumno examinar la transformada Z inversa en sistemas de control de lazo abierto y cerrado

Identifica los mtodos utilizados para convertir la transformada Z en transformada Z inversa.

EC: Anlisis y comparacin de los mtodos de fracciones parciales y de divisin para obtener la transformada Z inversa.

Analiza la respuesta en sistemas de lazo cerrado

EP: Interpretacin de la Grafica de respuesta de un sistema de lazo cerrado de primer orden.

IDENTIFICACIONIDENTIFICACIONIDENTIFICACIONIDENTIFICACION DE RESULTADOS DE APRENDIZAJEDE RESULTADOS DE APRENDIZAJEDE RESULTADOS DE APRENDIZAJEDE RESULTADOS DE APRENDIZAJE

8







Hrs.Hrs.Hrs.Hrs.

Resuelve problemas en clase utilizando las funciones de transferencia de salida de la transformada Z

EC,: Aplicacin de los teoremas de la transformada Z para la solucin de sistemas de control.

El alumno interpretar la respuesta transitoria y el offset para un sistema de control en un sistema discreto.

Elabora un reporte acerca de la graficacin de la respuesta transitoria de un sistema de control.

ED: Ilustracin de la respuesta transitoria de un sistema de control de primer orden.

Calcula el offset para un sistema de control proporcional estable en un sistema discreto.

EC: Clculo del offset para un sistema proporcional estable en un sistema discreto.

Anlisis en el dominio del tiempo y en frecuencia de sistemas discretos

El alumno examinar las representaciones grficas de las funciones de transferencia senoidales

Elabora un ensayo acerca de las representaciones grficas de las funciones de transferencia senoidales.

ED Anlisis de las trazas logartmicas, polares y de magnitud logartmica contra la fase.

22

Enuncia los factores que ocurren en una funcin de transferencia arbitraria G(j)H(j) para una traza logartmica.

EC: Identificacin de la ganancia (K), factores de integral y derivada, factores de primer orden y factores cuadrticos.

El alumno comparar los sistemas de fase mnima y fase no mnimas en un sistema de control.

Realiza una investigacin acerca los sistemas de fase mnima y fase no mnima.

EC: Esbozo de la configuracin de polos y ceros de un sistema de fase mnima G1(s) y de un sistema de fase no mnima G2(s) y sus caractersticas de de fase.

El alumno analizar un sistema de control con retroalimentacin unitaria.

Resuelve problemas que involucren las constantes de error esttico de posicin y velocidad

EC: Anlisis de un sistema de control con retroalimentacin unitaria

Simulacin digital

El alumno utilizar el modelado digital para la graficacin de trazas de Bode y Nyquist utilizando el programa Matlab.

Identifica las funciones que se utilizan para la graficacin de las Trazas de Bode utilizando el programa Matlab

EC: Aplicacin del comando Bode para el calculo de magnitudes y ngulos de fase de la respuesta en frecuencia.

11

Utiliza el programa Matlab para obtener Trazas de Nyquist para representar la respuesta en frecuencia de sistemas de control

EC: Empleo del comando Nyquist para le clculo de la respuesta en frecuencia utilizando el programa Matlab.

Comprueba mediante una simulacin en el programa Matlab la obtencin de la traza de Nyquist de un sistema definido en el espacio de estados.

ED: Demostracin del comando Nyquist (A,B,C,D) utilizando el programa Matlab.

9







Hrs.Hrs.Hrs.Hrs.

El alumno emplear las trazas de magnitud logartmica para funciones de transferencia senoidal utilizando el programa Matalab.

Explica mediante un ejemplo las Trazas de magnitud logartmica contra la fase para una frecuencia determinada.

EC: Anlisis de las trazas de magnitud logartmica para una funcin de transferencia senoidal G(j) y 1/ G(j) utilizando el programa Matlab.

El alumno distinguir las deferentes representaciones de respuesta en frecuencia de una funcin de transferencia.

Examina la graficacin de Bode, polar y de magnitud logartmica contra la fase.

EC, EP: Anlisis de las tres representaciones de respuesta en frecuencia de una funcin de transferencia haciendo uso del programa Matlab.

Tcnicas de diseo de control digital

El alumno analizar los tipos de controladores PID ms utilizados en aplicaciones industriales.

Elabora un ensayo acerca de los esquemas bsicos de un control PID y los controladores industriales que se utilizan en la actualidad.

EP: Anlisis de los controladores PID neumticos, hidrulicos y electrnicos utilizados en la industria.

18

El alumno reconocer las reglas bsicas de sintonizacin para un controlador PID.

Realiza una crtica acerca de la primera y segunda Regla de sintonizacin de Ziegler-Nichols basada en la respuesta escaln de la planta para un controlador P, PI y PID.

EC: Interpretacin de la funcin de transferencia y la curva de respuesta de un controlador PID sintonizado mediante el mtodo de Ziegler Nichols.

El alumno demostrar en forma matemtica la transformacin de sistemas PI-D e I-PD con retroalimentacin de estado y retroalimentacin de estado observatorio.

Compara las diversas modificaciones de los esquemas de control de un sistema PID. EC: Transformacin de un

sistema PI-D, I-PD con retroalimentacin de estado y retroalimentacin de estado observatorio.

El alumno disear un control PID de dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.

Prctica 1 Control PID con dos grados de libertad EC, ED, EP: Diseo de un

control PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.

10







Hrs.Hrs.Hrs.Hrs.

El alumno aplicar los conocimientos adquiridos para construir y verificar fsicamente un control digital PID.

Realiza un diagrama de bloques para un control PID digital.

EC: Construccin de un diagrama de bloques para un control PID digital

Realiza la prctica 2 Control PID con microcontrolador

EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.

11

PLANEACIN DEL APRENDIZAJEPLANEACIN DEL APRENDIZAJEPLANEACIN DEL APRENDIZAJEPLANEACIN DEL APRENDIZAJE

Resultados de Aprendizaje

Criterios de Desempeo

Evidencias (EP, ED, EC, EA)

Instrumento de evaluacin.

Tcnicas de aprendizaje

Espacio educativo Total de horas

Teora Prctica

Aula Lab. otro HP HNP HP HNP


Examina los tipos de seales y sistemas.

EC: Descripcin de las seales analgicas y digitales y su aplicacin en sistemas de control.

Lista de cotejo, Evaluacin oral y Cuestionario

Exposicin del Profesor

X X 1.0 0 0 1

Aplica lgebra de Boole y tablas de verdad para resolver situaciones problemticas utilizando circuitos lgicos.

ED: Empleo del algebra de Boole para resolver un problema industrial utilizando una Gal.

Lista de cotejo y Cuestionario

Utilizacin de diagramas, ilustraciones y esquemas.

X X 1.0 0 1 0

Resuelve problemas utilizando el convertidor analgico digital y digital analgico de un microcontrolador.

ED: Utiliza el convertidor A/D de un microcontrolador para acoplar los dos tipos de seales a un sistema de control digital.


Solucin de ejercicios en clase

X X 1.0 0 1 0


Elabora una investigacin sobre los dispositivos de muestreo y retencin

EC: Anlisis de las tcnicas de muestreo para la conversin de procesamiento de seales


Investigacin y demostracin

X X 1.0 0 0 1

PLANEACIN DEL APRENDIZAJE PLANEACIN DEL APRENDIZAJE PLANEACIN DEL APRENDIZAJE PLANEACIN DEL APRENDIZAJE

12







Teora Prctica


Interpreta el teorema de muestreo para procesamiento de seales.

EC: Ejemplificacin del Teorema de muestreo para el procesamiento de seales.



X X 1.0 0 0 1

Resuelve problemas que involucren la reconstruccin de seales muestreadas.

ED: Aplicacin de tcnicas para la reconstruccin de seales.


Demostracin e investigacin

X X 1.0 0 1 0


Construye un mapa conceptual acerca del concepto de la transformada Z y sus teoremas principales.

EP: Demostracin de las funciones de transferencia principales de la transformada Z.

Cuestionario Lista de Cotejo

Elaboracin de redes semnticas y mapas conceptuales

X X 1.0 0 0 1

Analiza la respuesta en sistemas de lazo abierto.

EP: Interpretacin de la Grafica de respuesta de un sistema de lazo abierto de primer orden.


Practica mediante la accin

X X 1.0 0 1 0

El alumno examinar la transformada Z inversa en sistemas de control de lazo abierto y cerrado

Identifica los mtodos utilizados para convertir la transformada Z en transformada Z inversa.

EC: Anlisis y comparacin de los mtodos de fracciones parciales y de divisin para obtener la transformada Z inversa.

Lista de cotejo, Evaluacin oral y Cuestionarios

Exposicin del profesor

X 1.0 0 0 0

Analiza la respuesta en sistemas de lazo cerrado

EP: Interpretacin de la Grafica de respuesta de un sistema de lazo cerrado de primer orden.



X X 1.0 0 1 0

13







Teora Prctica


Resuelve problemas en clase utilizando las funciones de transferencia de salida de la transformada Z

EC: Aplicacin de los teoremas de la transformada Z para la solucin de sistemas de control.


Solucin de ejercicios en clase.

X X 1.0 0 0 1


Elabora un reporte acerca de la relacin entre la ecuacin de estado, la funcin de transferencia y el diagrama de estado de los sistemas discretos.

ED: Ilustracin de la respuesta transitoria de un sistema de control de primer orden.

Lista de cotejo, Evaluacin oral y Cuestionarios

Elaboracin de redes y mapas conceptuales

X 0 0 1 0

Calcula el offset para un sistema de control proporcional estable en un sistema discreto.

EC: Clculo del offset para un sistema proporcional estable en un sistema discreto.



X X 1.0 0 0 1


Elabora un ensayo acerca de las representaciones grficas de las funciones de transferencia senoidales.

ED Anlisis de las trazas logartmicas, polares y de magnitud logartmica contra la fase.


Elaboracin de ensayo.

X X X 1.0 0 3 2

Enuncia los factores que ocurren en una funcin de transferencia arbitraria G(j)H(j) para una traza logartmica.

EC: Identificacin de la ganancia (K), factores de integral y derivada, factores de primer orden y factores cuadrticos.


Discusin dirigida.

X X 2.0 0 3 0

14







Teora Prctica



Realiza una investigacin acerca los sistemas de fase mnima y fase no mnima.

EC: Esbozo de la configuracin de polos y ceros de un sistema de fase mnima G1(s) y de un sistema de fase no mnima G2(s) y sus caractersticas de de fase.


Realizacin de resumen.

X X X 2.0 0 3 1


Resuelve problemas que involucren las constantes de error esttico de posicin y velocidad

EC: Anlisis de un sistema de control con retroalimentacin unitaria Evaluacin

Prctica

Prctica mediante la accin

X X 2.0 0 3 0

El alumno utilizar el modelado digital para la graficacin de trazas de Bode y Nyquist utilizando el programa Mallab.

Identifica las funciones que se utilizan para la graficacin de las Trazas de Bode utilizando el programa Matlab

EC: Aplicacin del comando Bode para el calculo de magnitudes y ngulos de fase de la respuesta en frecuencia.



X X X 1.0 0 1 1

Utiliza el programa Matlab para obtener Trazas de Nyquist para representar la respuesta en frecuencia de sistemas de control

EC: Empleo del comando Nyquist para le clculo de la respuesta en frecuencia utilizando el programa Matlab.



X X 1.0 0 1 0

Comprueba mediante una simulacin en el programa Matlab la obtencin de la traza de Nyquist de un sistema definido en el espacio de estados.

ED: Demostracin del comando Nyquist (A,B,C,D) utilizando el programa Matlab.

Evaluacin Prctica


X X 1.0 0 0 1

15







Teora Prctica


El alumno emplear las trazas de magnitud logartmica para funciones de transferencia senoidal utilizando el programa Matalab.

Explica mediante un ejemplo las Trazas de magnitud logartmica contra la fase para una frecuencia determinada.

EC: Anlisis de las trazas de magnitud logartmica para una funcin de transferencia senoidal G(j) y 1/ G(j) utilizando el programa Matlab.

Evaluacin Prctica


X 0 0 2 0

El alumno distinguir las deferentes representaciones de respuesta en frecuencia de una funcin de transferencia.

Examina la graficacin de Bode, polar y de magnitud logartmica contra la fase.

ED, EC, EP: Anlisis de las tres representaciones de respuesta en frecuencia de una funcin de transferencia haciendo uso del programa Matlab.



X X 1.0 0 0 1


Elabora un ensayo acerca de los esquemas bsicos de un control PID y los controladores industriales que se utilizan en la actualidad.

EP: Anlisis de los controladores PID neumticos, hidrulicos y electrnicos utilizados en la industria.


Elaboracin de ensayo

X X 1.0 0 0 1


Realiza una crtica acerca de la primera y segunda Regla de sintonizacin de Ziegler-Nichols basada en la respuesta escaln de la planta para un controlador P, PI y PID.

EC: Interpretacin de la funcin de transferencia y la curva de respuesta de un controlador PID sintonizado mediante el mtodo de Ziegler Nichols.


Exposicin por el profesor y lluvia de ideas.

X X 2.0 0 2 0

16







Teora Prctica



Compara las diversas modificaciones de los esquemas de control de un sistema PID.

EC: Transformacin de un sistema PI-D, I-PD con retroalimentacin de estado y retroalimentacin de estado observatorio.

Evaluacin Prctica


X X 0 0 3 1


Prctica 1 Control PID con dos grados de libertad

EC, ED, EP: Diseo de un control PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.

Lista de cotejo Evaluacin prctica


X 2 0 0 0


Realiza un diagrama de bloques para un control PID digital.

EC: Construccin de un diagrama de bloques para un control PID digital



X X 2 0 0 1

Realiza la prctica 2 Control PID con microcontrolador

EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.

Evaluacin Prctica


X 0 0 3 0

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LINEAMIENTOS DE EVALUACINLINEAMIENTOS DE EVALUACINLINEAMIENTOS DE EVALUACINLINEAMIENTOS DE EVALUACIN Los lineamientos de evaluacin pueden variar dependiendo de las polticas de evaluacin de cada Universidad. La evaluacin ser por evidencias

EVIDENCIAS DESEMPEO PRODUCTO CONOCIMIENTOS

Participacin en el aula. Reporte de investigacin 1er Parcial UA 1, y 2 Resolucin de ejercicios Ejercicios resueltos 2do Parcial UA 3 y 4 Explicacin de tareas Examen final Todas las unidades

Lluvia de ideas Aplicacin adecuada de procedimientos.

Usar una metodologa

Uso adecuado de las herramientas

Responsabilidad

Asistencia Entrega de trabajos en tiempo y forma Trabajo en equipo Orden y limpieza Honestidad Disciplina y respeto Uso adecuado de instalaciones

No ingerir alimentos en lugar de trabajo Uso adecuado de inmobiliario La evaluacin de cada evidencia ser mediante un instrumento de evaluacin La Evaluacin Integradora puede ser la recopilacin de evidencias no alcanzadas o Evaluacin Departamental, la cual evala que se ha alcanzado el objetivo general de la asignatura. El Proyecto Integrador puede ser la presentacin, el reporte y armado de un proyecto final que involucre los conocimientos adquiridos que puede ser evaluado junto al profesor titular con otros profesores que le den una vista objetiva al proyecto.

18

DESARROLLO DE PRCTICADESARROLLO DE PRCTICADESARROLLO DE PRCTICADESARROLLO DE PRCTICA

Fecha: Nombre de la asignatura:

CONTROL DIGITAL

Nombre:

Controlador digital PID

Nmero :

1

Duracin (horas) :

2.5

Resultado de aprendizaje:

El alumno analizar un controlador PID haciendo uso del programa MATLAB para su solucin.

Justificacin

Al analizar un controlador PID se comprender la importancia y el uso de dicho control en aplicaciones industriales.

Sector o subsector para el desarrollo de la prctica: Sector Industrial Actividades a desarrollar:

1. Considere los sistemas de las figuras a y b. Obtenga en MATLAB la respuesta de un controlador PID para la entrada de referencia escaln unitario. Compare las curvas de respuesta escaln unitario de los dos sistemas.

DESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICA

19

Evidencia para generar el desarrollo de la prctica: EC, ED, EP: Diseo de un controEC, ED, EP: Diseo de un controEC, ED, EP: Diseo de un controEC, ED, EP: Diseo de un control PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.l PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.l PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.l PID con dos grados de libertad utilizando el programa Matlab.

20

Fecha: Nombre de la asignatura:

CONTROL DIGITAL

Nombre:

Control digital con microcontrolador

Nmero :

2

Duracin (horas) :

2.5

Resultado de aprendizaje:

El alumnoEl alumnoEl alumnoEl alumno disear un control PID utilizando un microcontrolador de la serie disear un control PID utilizando un microcontrolador de la serie disear un control PID utilizando un microcontrolador de la serie disear un control PID utilizando un microcontrolador de la serie Microchip 16fx8Microchip 16fx8Microchip 16fx8Microchip 16fx8

Justificacin

Haciendo uso de instrucciones de programacin se permite disear un control proporcional integral derivativo.

Sector o subsector para el desarrollo de la prctica: Sector Industrial Actividades a desarrollar:

1. Desarrollar un diagrama de flujo para el control de un motor de Cd haciendo uso de un controlador PID

2. Cargar las instrucciones en programa ensamblador, PIC C PIC BASIC 3. Realizar conexiones elctricas. 4. Verificar su funcionamiento fsico.

Evidencia para generar el desarrollo de la prctica EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.EC, ED, EP: Aplicacin de un control PID utilizando un microcontrolador.

DESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICADESARROLLO DE PRACTICA

21

MTODO DE EVALUACINMTODO DE EVALUACINMTODO DE EVALUACINMTODO DE EVALUACIN

Unidades de Unidades de Unidades de Unidades de aprendizajeaprendizajeaprendizajeaprendizaje

Resultados de Resultados de Resultados de Resultados de aprendizajeaprendizajeaprendizajeaprendizaje

EVALUACINEVALUACINEVALUACINEVALUACIN

Enfoque: Enfoque: Enfoque: Enfoque: (DG)Diagnstica, (FO) (DG)Diagnstica, (FO) (DG)Diagnstica, (FO) (DG)Diagnstica, (FO) Formativa, (SU) Formativa, (SU) Formativa, (SU) Formativa, (SU) SumativaSumativaSumativaSumativa

TcnicaTcnicaTcnicaTcnica InstrumentInstrumentInstrumentInstrumentoooo Total de Total de Total de Total de horashorashorashoras

Conversin de procesamiento de seales


DG FO

Exposicin del Profesor


2

FO SU

Utilizacin de diagramas, ilustraciones y esquemas.

Lista de cotejo, y Cuestionario 2

DG FO



4


FO SU

Investigacin y

demostracin

Lista de cotejo, y Cuestionario

2

FO Solucin de ejercicios en clase


1

FO Demostracin e investigacin


1

Aplicacin de la transformada Z.


DG FO

Elaboracin de redes semnticas y mapas conceptuales

Cuestionario Lista de Cotejo 2

FO SU



2

El alumno examinar la transformada Z inversa en sistemas

FO Exposicin del profesor


1

22

de control de lazo abierto y cerrado

SU

Solucin de ejercicios en

clase


2

FO SU

Solucin de ejercicios en clase.


2


FO

Elaboracin de redes y mapas conceptuales


1

FO DG



2

Anlisis en el dominio del tiempo y en frecuencia de sistemas discretos


FO DG

Elaboracin de ensayo.


6

FO SU

Discusin dirigida.


5


FO Realizacin de resumen.


6


SU Prctica mediante la accin

Evaluacin Prctica

5

Simulacin digital

El alumno utilizar el modelado digital para la graficacin de trazas de Bode y Nyquist utilizando el programa Matlab.

DG FO



3

FO SU



2


Evaluacin Prctica

2

El alumno emplear las trazas de magnitud logartmica para funciones de transferencia senoidal utilizando el programa Matlab.

DG FO


Evaluacin Prctica

2

El alumno distinguir las deferentes representaciones de respuesta en

SU Practica mediante la accin


2

23

frecuencia de una funcin de transferencia.

Tcnicas de diseo de control digital


DG FO

Elaboracin de ensayo


2


FO SU

Exposicin por el profesor y lluvia de ideas.


4


FO Investigacin y demostracin

Evaluacin Prctica

4



Lista de cotejo Evaluacin prctica

2


FO Solucin de ejercicios en clase


3

FO Prctica mediante la accin

Evaluacin Prctica

3

24

INSTRUMENTOS DE EVALUACININSTRUMENTOS DE EVALUACININSTRUMENTOS DE EVALUACININSTRUMENTOS DE EVALUACIN

COCOCOCONVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESNVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESNVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESNVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALES

((((MCFMCFMCFMCF0101)0101)0101)0101) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO

DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACINDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACINDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACINDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIN

NOMBRE DEL ALUMNO MATRICULA:

FECHA:

NOMBRE DE LA ASIGNATURA,

CONTROL DIGITAL

CDIGO Y TTULO DE LA ASIGNATURA, CUATRIMESTRE O CICLO DE FORMACIN

Octavo Cuatrimestre

NOMBRE DEL EVALUADOR

IIIINSTRUCCIONESNSTRUCCIONESNSTRUCCIONESNSTRUCCIONES

Estimado usuario:

Usted tiene en las manos un instrumento de evaluacin que permitir fundamentar las actividades que ha demostrado a travs de su desempeo o en la entrega de sus productos.

Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.

Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.

CDIGOCDIGOCDIGOCDIGO ASPECTOASPECTOASPECTOASPECTO

MCFMCFMCFMCF0101010101010101----01010101

Responda correctamente las siguientes preguntas:

1. Qu es una seal digital? 2. Cmo funciona una seal analgica? 3. Qu es una Gal y cual es su modo de programacin? 4. Emplea una Gal para controlar un proceso industrial.

Anota tus conclusiones y obervaciones.

CUMPLE : SI NO

25

CONVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESCONVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESCONVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALESCONVERSIN DE PROCESAMIENTO DE SEALES

(MCF(MCF(MCF(MCF0102)0102)0102)0102) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre


INSTRUCCIONESINSTRUCCIONESINSTRUCCIONESINSTRUCCIONES

Estimado usuario:





MCFMCFMCFMCF0102010201020102----01010101

1. Explique el funcionamiento de un convertidor anlogo digital

2. Elabore un programa utilizando el microcontrolador PICl6F877 en donde utilice el convertidor

Anlogo Digital para el control de un proceso.

CUMPLE : SI NO

26

FUNDAMENTOSFUNDAMENTOSFUNDAMENTOSFUNDAMENTOS DE LA TRANSFORMADA ZDE LA TRANSFORMADA ZDE LA TRANSFORMADA ZDE LA TRANSFORMADA Z

((((MCFMCFMCFMCF0103)0103)0103)0103) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





27

MCT0MCT0MCT0MCT0101010103333----01010101

1. Realice una investigacin acerca de los mtodos de fracciones parciales y de divisin para obtener la transformada Z inversa.

2. Enuncie los teoremas de la transformada Z para la solucin de sistemas de control.

3. Calcule la transformada Z de cada una de las siguientes secuencias indicando la regin de convergencia:

=+

=

=+

=

][41

21

.4

]1[21

.3

]1[.2

][.1

nu

nu

n

n

nn

n

CUMPLE : SI NO

28

APLICACIN DE LA TRANSFORMADA ZAPLICACIN DE LA TRANSFORMADA ZAPLICACIN DE LA TRANSFORMADA ZAPLICACIN DE LA TRANSFORMADA Z

(MCF(MCF(MCF(MCF0100100100104444)))) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





29

MCTMCTMCTMCT0100100100104444----00001111

Resuelva de la manera mas adecuada los siguientes problemas

1. Se desea ecualizar acsticamente un pundo de una sala mediante el tratamiento digital de la seal. Para ello, la seal de la fuente es filtrada por un ecualizador digital H(z) realizable (es decir, causal y estable) antes de alimentar el altavoz, tal como se muestra en la figura:

El efecto de la sala se modela mediante G(z), funcin de transferencia equivalente entre el punto A y B; se considera la sala acsticamente ecualizada en mdulo y fase en el punto B, si la funcin de transferencia entre la fuente y dicho punto es la unidad. Se pide:

a) Calcular la expresin y la ROC de la funcin de transferencia H (z) del ecualizador que permite ecualizar completamente (tanto en fase como en amplitud) la respuesta en el punto B, si la funcin G(z) = 1 + z-1 + 0.5 z-2. Razone si dicho ecualizador es realizable

b) Repita lo anterior cuando G(z) = 1 + 2z-1 + 2 z-2

CUMPLE : SI NO

30

FRECUENCIA DE SISTEMAS DISCRFRECUENCIA DE SISTEMAS DISCRFRECUENCIA DE SISTEMAS DISCRFRECUENCIA DE SISTEMAS DISCRETOSETOSETOSETOS

(MCF(MCF(MCF(MCF0100100100105555)))) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





31

MCTMCTMCTMCT0100100100105555----00001111

Resuelva de la manera mas adecuada los siguientes problemas:

1. Considere el sistema con realimentacin unitaria con las funciones de transferencia en lazo abierto.

Obtenga la salida en estado estable del sistema cuando est sujeto a cada una de las entradas siguientes: (a) r(t) = sen (t + 30) (b) r(t) = 2 cos (2t - 45) (c) r(t) = sen(t + 30) - 2 cos (2t - 45) 2. Considere el sistema cuya funcin de transferencia en lazo cerrado es

Obtenga la salida en estado estable del sistema cuando est sujeto la entrada r(t) = R R R R sen t. 3. Dibuje las trazas de Bode de las tres funciones de transferencia siguientes:

1. Considere un sistema de control con realimentacin unitaria con la siguiente funcin de transferencia en lazo:

ste es un sistema de fase no mnima. Dos de los tres polos en lazo abierto se ubican en el semiplano derecho del plano s del modo siguiente: Polos en lazo abierto en s = 1.4656 s = 0.2328 + jo.7926 s = 0.2328 + jo.7926 s = 0.2328 + jo.7926 s = 0.2328 + jo.7926 s = 0.2328 s = 0.2328 s = 0.2328 s = 0.2328 ---- jo.7926jo.7926jo.7926jo.7926 Grafique las trazas de Bode de G(s) con MATLAB. Explique por qu la curva del ngulo de fase empieza a partir de 0 y tiende a +180.

32

DIAGRAMAS DE NYDIAGRAMAS DE NYDIAGRAMAS DE NYDIAGRAMAS DE NYQUISTQUISTQUISTQUIST

(MCF(MCF(MCF(MCF0106)0106)0106)0106) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





33

MCT0106MCT0106MCT0106MCT0106----01010101

Resolver los siguientes problemas:

1. Dibuje un lugar geomtrico de Nyquist para el sistema de control con realimentacin unitaria con la funcin de transferencia en lazo abierto

Usando el criterio de estabilidad de Nyquist, determine la estabilidad del sistema en lazo cerrado. 2. Considere el sistema en lazo cerrado con la siguiente funcin de transferencia en lazo abierto:

Grafique las trazas polares directa e inversa de G(s)H(s) con K K K K = 1 y K K K K = 10. Aplique el criterio de estabilidad de Nyquist a las trazas y determine la estabilidad del sistema con estos valores de K.K.K.K. 3. Dibuje una traza de Nyquist para el G(s) siguiente:

CUMPLE : SI NO

34

DIAGRAMAS DE BODEDIAGRAMAS DE BODEDIAGRAMAS DE BODEDIAGRAMAS DE BODE

((((MCFMCFMCFMCF0101010107070707)))) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL

CDIGO DE LA ASIGNATURA, CUATRIMESTRE O CICLO DE FORMACIN

Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





35

MCT01MCT01MCT01MCT0107070707----01010101

Resuelva los siguientes problemas:

1.- Considere el sistema de la figura. Dibuje las trazas de Bode de la funcin de transferencia en lazo abierto. G(s). Determine el margen de fase y el margen de ganancia.

2.- La figura 8-138 muestra las trazas de Bode de una funcin de transferencia G(s). Determine esta funcin de transferencia.

CUMPLE : SI NO

36

DIAGRAMDIAGRAMDIAGRAMDIAGRAMA DE BODEA DE BODEA DE BODEA DE BODE

(MCT01(MCT01(MCT01(MCT0108)08)08)08) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





37

MCT01MCT01MCT01MCT01----08080808

1. Resuelva el siguiente problema:

En la figura 8- 139 aparecen las trazas de Bode determinadas experimentalmente de un sistema G(j). Determine la funcin de transferencia G (s).

CUMPLE : SI NO

38

CONTROL PIDCONTROL PIDCONTROL PIDCONTROL PID

(MCT01(MCT01(MCT01(MCT0109)09)09)09) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:


CONTROL DIGITAL


Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





39

MCT0109-01

Resuelva los siguientes problemas:

1.- Considere el controlador PID electrnico de la figura. Determine los valores de R1, R2, R3, R4, CI, y C2 del controlador, tales que la funcin de transferencia G,(s) sea

2.- Considere el sistema de control de la figura Usando las reglas de sintonizacin de Ziegler - Nichcils determine los valores de Kp, Ti y Td. Se pretende que el sobrepaso mximo en la respuesta escaln unitario sea aproximadamente de 25%.

3.- Demuestre que el sistema con un control PID que aparece en la figura (a) es equivalente al sistema con un control I-PD con control retroalimentado de la figura (b)

40

CUMPLE : SI NO

APLICACIN DEL CONTROL PIDAPLICACIN DEL CONTROL PIDAPLICACIN DEL CONTROL PIDAPLICACIN DEL CONTROL PID

((((MCT01MCT01MCT01MCT0110101010)))) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO



FECHA:

NOMBRE DE LA ASIGNATURA, CUATRIMESTRE O CICLO DE FORMACIN

CONTROL DIGITAL

CDIGO Y TTULO DE LA ASIGNATURA, CUATRIMESTRE O CICLO DE

FORMACIN

Octavo Cuatrimestre



Estimado usuario:





41

MCT0110-01

1. Considere el sistema de la siguiente figura. Este sistema est sujeto a travs de seales de entrada de referencia, la entrada de perturbacin y la entrada de ruido. Demuestre que la ecuacin caracterstica de este sistema es la misma, sin considerar cual seal de entrada se elige.

2. Demuestre que los sitemas de control de las figuras a, b y c tienen dos grados de libertad

CUMPLE : SI NO

42

CONTROL PIDCONTROL PIDCONTROL PIDCONTROL PID

(MCT01(MCT01(MCT01(MCT0111111111)))) CUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIOCUESTIONARIO

DATOS GENERDATOS GENERDATOS GENERDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACINALES DEL PROCESO DE EVALUACINALES DEL PROCESO DE EVALUACINALES DEL PROCESO DE EVALUACIN


FECHA:

NOMBRE DE LA ASIGNATURA,

MECANICA DE FLUIDOS


Quinto Cuatrimestre



Estimado usuario:





MCT01MCT01MCT01MCT0111111111----01010101

Realice una automatizacin industrial implementando el controlador PID. Utilice un

microcontrolador de la serie Microchip 16Fx8

CUMPLE : SI NO

43

UNIVUNIVUNIVUNIVERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTESERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTESERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTESERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTES

INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA

EVALUACIN DE EJERCICIOS EVALUACIN DE EJERCICIOS EVALUACIN DE EJERCICIOS EVALUACIN DE EJERCICIOS

LISTA DE COTEJO LISTA DE COTEJO LISTA DE COTEJO LISTA DE COTEJO


NOMBRE DEL ALUMNO: MATRICULA: FIRMA DEL ALUMNO:

PRODUCTO: PARCIAL: FECHA:

MATERIA: CLAVE:

NOMBRE DEL MAESTRO: FIRMA DEL MAESTRO:


En la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esencial o encial o encial o encial o importante) importante) importante) importante)

Revisar las actividades quRevisar las actividades quRevisar las actividades quRevisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados e se solicitan y marque en los apartados e se solicitan y marque en los apartados e se solicitan y marque en los apartados SI cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque NO. En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no cumplidas, si fuese necesaricumplidas, si fuese necesaricumplidas, si fuese necesaricumplidas, si fuese necesario.o.o.o.

CdigoCdigoCdigoCdigo ValorValorValorValor Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo) CUMPLECUMPLECUMPLECUMPLE

OBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONES

SISISISI NONONONO

10%10%10%10% ActitudesActitudesActitudesActitudes Realiza las tareas requeridas de acuerdo a lo indicado, manteniendo el orden y pulcritud.

10%10%10%10% Presentacin Presentacin Presentacin Presentacin El ejercicio es presentado en forma ordenada y limpia

20%20%20%20% Desarrollo. Desarrollo. Desarrollo. Desarrollo. Aplica adecuadamente los procedimientos

20%20%20%20% Realiz todas las operaciones y despejes correctamente

20%20%20%20% Aprendizajes.Aprendizajes.Aprendizajes.Aprendizajes. Se alcanzaron al 100% los resultados de aprendizaje

5%5%5%5% Funcionalidad.Funcionalidad.Funcionalidad.Funcionalidad. Los valores de las incgnitas a determinar son los correctos.

10%10%10%10% HabilidadesHabilidadesHabilidadesHabilidades .... Trabaja en equipo.

5%5%5%5% Responsabilidad. Responsabilidad. Responsabilidad. Responsabilidad. Entreg las evidencias en la fecha y hora sealada

CALIFICACIN:CALIFICACIN:CALIFICACIN:CALIFICACIN:

44

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTESAGUASCALIENTESAGUASCALIENTESAGUASCALIENTES INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA

EVALEVALEVALEVALUACIN DE PROYECTO INTEGRADOR UACIN DE PROYECTO INTEGRADOR UACIN DE PROYECTO INTEGRADOR UACIN DE PROYECTO INTEGRADOR Y PRCTICASY PRCTICASY PRCTICASY PRCTICAS

LISTA DE COTEJOLISTA DE COTEJOLISTA DE COTEJOLISTA DE COTEJO




MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONEINSTRUCCIONEINSTRUCCIONEINSTRUCCIONESSSS

En la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esencial o encial o encial o encial o importanteimportanteimportanteimportante. . . . Revisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados Revisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados Revisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados Revisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados SI cuando la evidencia se cumple; en cuando la evidencia se cumple; en cuando la evidencia se cumple; en cuando la evidencia se cumple; en caso contrario caso contrario caso contrario caso contrario marque marque marque marque NO. En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las En la columna OBSERVACIONES mencione indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario.condiciones no cumplidas, si fuese necesario.condiciones no cumplidas, si fuese necesario.condiciones no cumplidas, si fuese necesario.

CdigoCdigoCdigoCdigo ValorValorValorValor Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo)Caracterstica a cumplir (Reactivo) CUMPLECUMPLECUMPLECUMPLE

OBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONES

SSSSIIII NONONONO

10%10%10%10%

Presentacin Presentacin Presentacin Presentacin El reporte cumple con los requisitos de:

a. Buena presentacin b. No tiene faltas de ortografa c. Maneja el lenguaje tcnico

apropiado.

10%10%10%10%

Contenido. Contenido. Contenido. Contenido. El reporte contiene los campos segn formato (Nmero mnimo de cuartillas, antecedentes, justificacin, introduccin, desarrollo, indicadores de resultados, conclusiones, fuentes bibliogrficas, etc.).

10%10%10%10% Introduccin y Objetivo.Introduccin y Objetivo.Introduccin y Objetivo.Introduccin y Objetivo. La introduccin y el objetivo dan una idea clara del contenido del reporte.

10%10%10%10% Sustento Terico.Sustento Terico.Sustento Terico.Sustento Terico. Presenta un panorama general del tema a desarrollar y lo sustenta con referencias bibliogrficas

20%20%20%20% Desarrollo.Desarrollo.Desarrollo.Desarrollo. Sigue una metodologa y sustenta todos los pasos que se realizaron.

20%20%20%20% ResultadosResultadosResultadosResultados. Cumpli totalmente con el objetivo esperado

10%10%10%10% Conclusiones.Conclusiones.Conclusiones.Conclusiones. Las conclusiones son claras y acordes con el objetivo esperado

10%10%10%10% Responsabilidad. Responsabilidad. Responsabilidad. Responsabilidad. Entreg el reporte en la fecha y hora sealada


45

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE UNIVERSIDAD POLITCNICA DE AGUASCALIENTESAGUASCALIENTESAGUASCALIENTESAGUASCALIENTES

INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA INGENIERA MECATRNICA EVALUACIN DEVALUACIN DEVALUACIN DEVALUACIN DE DESEMPEO DEL ALUMNO E DESEMPEO DEL ALUMNO E DESEMPEO DEL ALUMNO E DESEMPEO DEL ALUMNO

GUIA DE OBSERVACINGUIA DE OBSERVACINGUIA DE OBSERVACINGUIA DE OBSERVACIN




MATERIA: CLAVE:



Est tipo dEst tipo dEst tipo dEst tipo de evidencia se evala durante el desarrollo de la asignatura e evidencia se evala durante el desarrollo de la asignatura e evidencia se evala durante el desarrollo de la asignatura e evidencia se evala durante el desarrollo de la asignatura

En la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esEn la columna de valor indique de acuerdo al sistema de evaluacin de la Universidad la ponderacin al reactivo o el tipo (esencial o encial o encial o encial o importanteimportanteimportanteimportante

Revisar las actividades que se solicitan y marqueRevisar las actividades que se solicitan y marqueRevisar las actividades que se solicitan y marqueRevisar las actividades que se solicitan y marque en los apartados en los apartados en los apartados en los apartados SI cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque NO. En la columna OBSERVACIONESindicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONESindicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONESindicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no En la columna OBSERVACIONESindicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuales son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario.cumplidas, si fuese necesario.cumplidas, si fuese necesario.cumplidas, si fuese necesario.

CdigoCdigoCdigoCdigo ValorValorValorValor Caracterstica aCaracterstica aCaracterstica aCaracterstica a cumplir (Reactivo)cumplir (Reactivo)cumplir (Reactivo)cumplir (Reactivo) CUMPLECUMPLECUMPLECUMPLE

OBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONESOBSERVACIONES SISISISI NONONONO

5%5%5%5% ActitudesActitudesActitudesActitudes

10%10%10%10% Realiza las tareas requeridas de acuerdo a lo indicado, manteniendo el orden y pulcritud.

5%5%5%5% Respeto hacia los dems

5%5%5%5% Presentacin Presentacin Presentacin Presentacin

10%10%10%10% La actividad de aprendizaje es presentada en forma ordenada y limpia

5%5%5%5% Uso de Instalaciones Uso de Instalaciones Uso de Instalaciones Uso de Instalaciones

5%5%5%5% Uso adecuado de mobiliario 0%0%0%0% No ingerir alimentos en el lugar de trabajo

10%10%10%10% Participacin en el Aula Participacin en el Aula Participacin en el Aula Participacin en el Aula

10%10%10%10% Resolucin de ejercicios

5%5%5%5% Explicacin de tareas

5%5%5%5% Lluvia de ideas 5%5%5%5% HabilidadesHabilidadesHabilidadesHabilidades

5%5%5%5% Trabaja en equipo.

5%5%5%5% Responsabilidad Responsabilidad Responsabilidad Responsabilidad

5%5%5%5% Entreg las evidencias en la fecha y hora sealada 5%5%5%5% Asistencia


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GLOSARIOGLOSARIOGLOSARIOGLOSARIO

AAAA Ancho de banda.Ancho de banda.Ancho de banda.Ancho de banda. Frecuencia a la que la magnitud de respuesta en frecuencia es -3 dB debajo de la BBBB Binario:Binario:Binario:Binario: Sistema de numeracin en el que slo hay dos posibles estados 0 y 1 CCCC Carta de Nichols.Carta de Nichols.Carta de Nichols.Carta de Nichols. Lugar geomtrico de respuesta de magnitud constante en lazo cerrado y de respuesta en frecuencia en fase en lazo cerrado, para sistemas de retroalimentacion unitaria graficadas sobre el plando de dB en lazo abierto contra el ngulo de fase. Compensador digitalCompensador digitalCompensador digitalCompensador digital. Funcin de transferencia nuestreada empleada para mejorar la respuesta de sistemas retroalimentados controlados por computadora. Constante de aceleracinConstante de aceleracinConstante de aceleracinConstante de aceleracin. lm s2 G(s). Constante de posicinConstante de posicinConstante de posicinConstante de posicin. lm G(s). Constante de velocidadConstante de velocidadConstante de velocidadConstante de velocidad. lm sG(s). Constante de error esttico.Constante de error esttico.Constante de error esttico.Constante de error esttico. Conjunto constante de posicin, constante de velocidad, y constante de aceleracin. ControControControControlador.lador.lador.lador. Subsistema que genera la entrada a la planta o proceso. Controlador porporcional mas derivativo (PD).Controlador porporcional mas derivativo (PD).Controlador porporcional mas derivativo (PD).Controlador porporcional mas derivativo (PD). Controlador que alimenta en forma diracta a la planta una proporcin de seal de actuacin ms su derivada, para mejorar la respuesta transitoria de un sistema en lazo cerrado. Controlador proporcional mas integral (PI).Controlador proporcional mas integral (PI).Controlador proporcional mas integral (PI).Controlador proporcional mas integral (PI). Controlador que alimenta en forma directa a la planta una proporcin de la seal de actuacin ms su integral, para mejorar el error de estado estable en un sistema de lazo cerrado. Controlador proporcional ms integral mas derivativo (PID). Controlador proporcional ms integral mas derivativo (PID). Controlador proporcional ms integral mas derivativo (PID). Controlador proporcional ms integral mas derivativo (PID). Controlador que alimenta en forma directa a la planta una proporcin de la seal de actuacin mas su integrla ms su derivad, para mejorar la respuesta transitorio y el error en estado estable en un sistema de lazo cerrado.

47

Convertidor analgico digital. Convertidor analgico digital. Convertidor analgico digital. Convertidor analgico digital. Dispositivo que convierte seales analgicas en seales digitales. Convertidor digital analgico. Convertidor digital analgico. Convertidor digital analgico. Convertidor digital analgico. Dispositivo que conviete seales digitales en seales analgicas. DDDD Decibel (dB). Decibel (dB). Decibel (dB). Decibel (dB). El decibel se define como 10 log PG, donde PG es la ganancia de potencia de una seal. De modo equivalente, el decibel tamben es 20 log VG, donde VG es la ganancia de voltaje de una seal. Diagrama de bloques. Diagrama de bloques. Diagrama de bloques. Diagrama de bloques. Representacin de la interconexin de subsitemas que forman un sistema. En un sistema lineal, el diagrama de bloques est formado por bloques que representan subsistemas, las flechas representan seales, puntos suma y puntos de unin. Diagrama de Nyquist (traza). Diagrama de Nyquist (traza). Diagrama de Nyquist (traza). Diagrama de Nyquist (traza). Grfica de respuesta en frecuencia polar hecha para la funcin de transferencia en lazo abierto. EEEE Error. Error. Error. Error. Es la diferencia entre la entrada y la salida de un sistema. Error de estado estable. Error de estado estable. Error de estado estable. Error de estado estable. Diferencia entre la entrada y la salida de un sistema despus que la respuesta libre haya cado a cero. Espacio de estados.Espacio de estados.Espacio de estados.Espacio de estados. Espacio de n dimensiones cuyos ejes son las variables de estado. Estabilidad.Estabilidad.Estabilidad.Estabilidad. Caracterstica de un sistema definida por una respuesta libre que ni decae nicrece, sino que permanece constante y oscila a medida que el tiempo tiende al infinito mientras la entrada no sea de la misma forma que la respuesta natural del sistema. FFFF Funcin de transferencia. Funcin de transferencia. Funcin de transferencia. Funcin de transferencia. Cociente entre la transformada de Laplace de la salida de un sistema y la transformada de Laplace de la entrada. Funcin de transferenFuncin de transferenFuncin de transferenFuncin de transferencia de lazo abierto. cia de lazo abierto. cia de lazo abierto. cia de lazo abierto. Para un sistema genrico realimentado con G(s) en la trayectoria directa y H(s) en la trayectoria

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de retroalimentacin, la funcin de transferencia de lazo abierto es el producto de la funcin de transferencia de trayectoria directa y la funcin de transferencia de retroalientacin, o bien, G(s)H(s). Funcin de taransferencia en lazo cerrado.Funcin de taransferencia en lazo cerrado.Funcin de taransferencia en lazo cerrado.Funcin de taransferencia en lazo cerrado. Para un sistema genrico retroalimentado con G(s) en la trayectoria directa y H(s) en la trayectoria de retroalimentacin, la funcin de transferencia en lazo cerrado, T(s), es G(s)/H(s)], donde el + es para retroalimentacin negativa y el - es para retroalimentacin positiva GGGG Ganancia.Ganancia.Ganancia.Ganancia. Cociente entre salida y entrada; se usa paor lo general para describir la amplificacin en el estado estable de la magnitud de entradas senoidales, incluyendo cd. Ganancia en la trayectoria directa. Ganancia en la trayectoria directa. Ganancia en la trayectoria directa. Ganancia en la trayectoria directa. Producto de ganacias encontradas al recorrer una trayectoria que siga la direccin de flujo de la seal desde el nodo de entrada al nodo de salida de una grfica de flujo de seal. Ganancia en lazo.Ganancia en lazo.Ganancia en lazo.Ganancia en lazo. Psra una grafica de flujo de seales, es el producto de ganacias de rama encontradas al recorrer una trayectoria que se inicia en un nodo y termina en el mismo nodo sin pasar por nintun otro nodo ms de una vez, y siguiendo la direccin del flujo de la seal. IIII Inestabilidad. Inestabilidad. Inestabilidad. Inestabilidad. Caracterstica de un sistema definido por una respuesta libre que crece sin lmite a medida que el tiempo tiende al infinito. LLLL Linealizacin. Linealizacin. Linealizacin. Linealizacin. Proceso de aproximar una ecuacin diferencial no lineal con una ecuacin diferencial lineal vlida para pequeas excursiones alrededor del equilibrio. MMMM Margen de fase. Margen de fase. Margen de fase. Margen de fase. Cantidad de defasamiento adicional en lazo abierto, necesaria a la ganancia unitaria, para hacer inestable le sistema en lazo cerrado. MargeMargeMargeMargen de ganancia. n de ganancia. n de ganancia. n de ganancia. Cantidad de ganancia adicional en lazo abierto, expresada en decibles (dB), necesaria a 180 de desfasamiento para hacer inestable el sistema en lazo cerrado.

49

RRRR Respuesta transitoria. Respuesta transitoria. Respuesta transitoria. Respuesta transitoria. Parte de la curva de respuesta debida al sistema y la forma en que el sistema adquiere o dispa energa. En sistemas estables, es la parte de la grfica de respuesta antes de la respuesta en estado estable. SSSS Sensibilidad. Sensibilidad. Sensibilidad. Sensibilidad. Es la pendiente de la curva de calibracin que puede ser o no constante a lo largo de la escala medida. Sistema en lazo abierto.Sistema en lazo abierto.Sistema en lazo abierto.Sistema en lazo abierto. Sistema que no observa su salida y corrige perturbaciones. Sistema de Lazo cerrado.Sistema de Lazo cerrado.Sistema de Lazo cerrado.Sistema de Lazo cerrado. Sistema que observa su slida y corrige perturbaciones. Se caracteriza por trauectorias de retroalimentacin provenientes de salida. TTTT Transformada de Laplace. Transformada de Laplace. Transformada de Laplace. Transformada de Laplace. Transformacin que permite representar ecuaciones diferenciales lineales como expresiones algebraicas. La transfomacin es espacialmente til para modelar, analizar y disear sistemas de control, as como para resolver ecuaciones diferenciales lineales. Transformada Z.Transformada Z.Transformada Z.Transformada Z. Transformacin relacionada con la transformada de Laplace que se emplea para la representacin, anlisis y diseo de seales y sistemas muestreados. Traza de BTraza de BTraza de BTraza de Bode (grfica). ode (grfica). ode (grfica). ode (grfica). Grfica de respuesta en frecuencia senoidal, donde la respuesta en magnitud se grafica en forma separada de la respuesta de fase. Velocidad de muestreo de Nyquist. Velocidad de muestreo de Nyquist. Velocidad de muestreo de Nyquist. Velocidad de muestreo de Nyquist. Frecuencia mnima a la que una seal analgica debe ser muestreado para una correcta reconstruccin. Esta frecuencia es el doble del ancho de banda de la seal analgica.

50

BIBLIBIBLIBIBLIBIBLIOGRAFOGRAFOGRAFOGRAFAAAA

Ogata, Katsuhiko. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Segunda Edicin. Prentice Hall, 1996.

Franklin, Gene F.; Powell, David J.; Workman, Michael L.; Powell, Dave. Digital Control of Dynamic Systems. Addison-Wesley, 1997.

Paraskevopoulos, P. Digital Control Systems. Prentice-Hall,1996.

Kuo, Benjamin. Digital Control Systems (Second Edition). Hbj College & School Division,1995.

Vaccaro, Richard J. Digital Control: A State-Space Approach. McGraw-Hill, 1995.

Phillips, Ch. L.; Nagle, H. T. Digital Control System Analysis and Design. Prentice Hall International, 1994.

Houpis, Constantine; Lamont, Gary. Digital Control Systems: Theory, Hardware, Software. McGraw-Hill, 1991.

Leigh, J. R. Applied Digital Control: Theory, Design and Implementation. Prentice Hall International, 1984.

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