Download teorica / practica 3 horas / semana posgrado daniel u. campos

Programa de Doctorado en Ingeniería Electrónica
Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de San Luis Potosí
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS
POTOSI
FACULTAD DE CIENCIAS
Av. Dr. Salvador Nava Mtz. S/N Zona
Universitaria
Teléfono 26-23-17; www.fciencias.uaslp.mx
San Luis Potosí, S.L.P., México
Materia:
Antecedentes
sugeridos:
Modalidad:
Carga horaria:
Área:
Elaboró:
Fecha:
AUTOMATIZACION DE PROCESOS
CONOCIMIENTOS DE SEÑALES Y SISTEMAS
CONTINUOS Y DISCRETOS
TEORICA / PRACTICA
3 HORAS / SEMANA
POSGRADO
DANIEL U. CAMPOS DELGADO
FEBRERO/2010
PRESENTACION
El control es simultáneamente el primer nivel y la base de la automatización de
procesos industriales. La teoría de control provee la base analítica para el
desarrollo de complejos sistemas de automatización, donde múltiples variables
son monitoreadas y condiciones de operación son requeridas. El conocimiento de
los procesos de control y de sus interrelaciones tiene por ello una importancia
especial para resolver cualquier tarea de automatización.
OBJETIVO GENERAL
Proveer a los estudiantes los conceptos básicos relacionados con la síntesis de
sistemas de control en tiempo continuo, así como su digitalización en
implementación con sistemas discretos.
UNIDAD 1: INTRODUCCION
RETROALIMENTACION
A
LOS
PRINCIPIOS
DE
LA
OBJETIVO PARTICULAR
Introducir a los estudiantes a los principales problemas relacionado con un sistema
de control.
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1.1 Objetivo principal de un sistema de control
1.2 Ejemplo de motivación basado en una aplicación industrial
1.3 Definición del problema
1.4 Solución prototipo de un problema de control basada en la inversión del
sistema
1.5 Retroalimentación de alta ganancia e Inversión dinámica
1.6 Arquitecturas de Lazo Abierto y Lazo Cerrado
1.7 Compromisos en un sistema de control
1.8 Mediciones
UNIDAD 2: ANALISIS DE LAZOS DE CONTROL SISO
OBJETIVO PARTICULAR
Estudiar las principales herramientas para el análisis de sistemas de control de
una entrada y una salida.
2.1 Estructuras de retroalimentación
2.2 Función nominal de sensitividad
2.3 Estabilidad de Lazo Cerrado basada en el Polinomio Característico
2.4 Estabilidad y Análisis Polinomial
2.5 Lugar de las Raíces
2.6 Estabilidad nominal utilizando la respuesta en frecuencia
2.7 Estabilidad relativa: márgenes de estabilidad y respuesta de sensitividad pico
2.8 Robustez
UNIDAD 3: CONTROL CLASICO PID
OBJETIVO PARTICULAR
Presentar las características y propiedades básicas del control clásico
proporcional-integral-derivativo PID.
3.1 Estructura PID
3.2 Sintonización Empírica
3.3 Métodos de Ziegler-Nichols
3.4 Compensadores de Atraso-Adelanto
3.5 Ejemplo ilustrativo
UNIDAD 4: CONTROL SISO AVANZADO
OBJETIVO PARTICULAR
Introducir al estudiante a las limitaciones físicas en un sistema de control y
presentar técnicas alternativas para su manejo.
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4.1 Limitaciones por sensores, actuadores y perturbaciones e incertidumbre
4.2 Modelos para perturbaciones y referencias
4.3 Principio de Modo Interno para perturbaciones y seguimiento de referencias
4.4 Prealimentación y aplicaciones
4.5 Control en cascada
4.6 Efecto de Embobinamiento (Wind-up)
4.7 Esquemas de Anti-Embobinamiento (Anti-Wind-up)
4.8 Estado de saturación
UNIDAD 5: CONTROL DIGITAL
OBJETIVO PARTICULAR
Estudio de las características de los sistemas discretos y su aplicación hacia los
sistemas de control
5.1 Introducción a los sistemas discretos
5.2 Muestreo y modelos en tiempo discreto
5.3 Transformada-z
5.4 Funciones de transferencia en tiempo discreto
5.5 Estabilidad de sistemas discretos
5.6 Funciones de sensitividad en tiempo discreto
5.7 Ceros de un sistema de datos muestreados
5.8 Diseños basados en la aproximación de sistemas continuos
5.9 Diseño digitales por muestra
5.10 Control digital PID
5.11 Principio del modo interno para control digital
5.12 Limitaciones de desempeño
UNIDAD 6: INTRODUCCION AL CONTROL NOLINEAL
OBJETIVO PARTICULAR
Estudio básico de las propiedades de los sistemas nolineales y sus implicaciones
desde el punto de vista de control.
6.1 Control lineal para sistemas nolineales
6.2 Controladores lineales conmutados
6.3 Sistemas de control con nolinealidades diferenciables
6.4 Nolinealidades de entrada estática
6.5 Nolinealidades dinámicas diferenciables para modelos estables e invertibles
6.6 Perturbaciones en el control nolineal
6.7 Nolinealidades que son no diferenciables
6.8 Estabilidad de sistemas nolineales
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6.9 Generalidades de la linealización por retroalimentación
METODOLOGIA
Retroproyector de acetatos, rotafolio, cañón y pizarrón. Se realizarán prácticas de
simulación utilizando MATLAB/SIMULINK como herramienta de cómputo y
sesiones experimentales utilizando kits educativos.
EVALUACION
Se realizarán exámenes escritos y asignación de tareas por unidad. Al final del
curso se asignará un proyecto final de acuerdo a los intereses de investigación de
cada estudiante, el cual puede realizarse de manera individual o por grupos.
BIBLIOGRAFIA
1. “Control System Design”, G.C. Goodwin, S.F. Graebe and M.E. Salgado,
Prentice-Hall, 2001.
2. “Control Theory: Multivariable and Nonlinear Methods”, T. Glad and L.
Ljung, Taylor & Francis, 2000.
3. “Discrete-Time Control Systems”, K. Ogata, Prentice-Hall, 2a Ed., 1994.
4. “Feedback Control Systems”, C.L. Phillips and R.D. Harbor, 4a Ed., Prentice
Hall, 2000.
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