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1. Presentación de la Materia:
Teoría de Control
Dr. Ortiz-Torres Gerardo
Doctor en Ciencias en Ingeniería en Electrónica
con especialidad en Control Automático

2. Presentación del Asesor: Dr. Gerardo Ortiz Torres
• Ingeniero Electrónico con Especialidad en Electrónica Digital.
• Doctor y Maestro en Ciencias en Ingeniería en Electrónica con
Especialidad en Control Automático.
• Mis temas de investigación son el control de vehículos no tripulados y
procesos industriales.
Researchgate: https://www.researchgate.net/profile/G_Ortiz-Torres
Google académico:
https://scholar.google.com.mx/citations?user=VC01H4gAAAAJ&hl=es
• Correo electrónico: gerardo.ortiztorres@academicos.udg.mx.

3. Presentación de la materia: Teoría de Control
Los controles automáticos o sistemas de control constituyen una
parte fundamental en los avances tecnológicos.
Los sistemas de control se han convertido primordiales en los
sistemas robóticos, en los sistemas de vehículos espaciales y en
procesos industriales donde se les emplea para regular variables
como presión, temperatura, flujo, etc.
Por ejemplo, es esencial en el control numérico de las máquinas
herramientas de industrias de manufactura, en el diseño de
sistemas de pilotos automáticos en la industria aeroespacial, y en
el diseño de automóviles en la industria automotriz.

4. Presentación de la materia: Teoría de Control

5. Presentación de la materia: Teoría de Control

6. Presentación de la materia: Teoría de Control

7. Modalidades de evaluación

8. Contenido temático:
UNIDAD I: Introducción a los sistemas de control.
UNIDAD II: Fundamentos matemáticos.
UNIDAD III: Modelado matemático de sistemas de control.
UNIDAD IV: Estabilidad.
UNIDAD V: Respuesta en el tiempo.
UNIDAD VI: Diseño de controladores.
Formato de trabajos:
Formato de prácticas
Formato de trabajo de investigación
Software:
Matlab

9. Bibliografía Básica
Autor(es) Título Editorial Año * URL o biblioteca digital
K. Ogata
Sistemas de control
en tiempo discreto.
Pearson 2007
B. C. CU Valles. 629.83
OGA 1996.
Benjamín C.
Kuo.
Sistemas de control
digital.
México: Prentice-
Hall
Hispanoamerican
a, c1996.
1996 B.C. CU Valles. 629.8 KUO
1997.
Gene. F.
Franklin, David.
J. Powell,
Michael L.
Workman
Control digital de
sistemas dinámicos
Addison-Wesley 1997

10. Figura. Control automático de nivel de agua.
¿Qué es un sistema?,
¿Qué es controlar?,
¿Cómo se realiza un control automático?.
Control automático

11. Marzo 5, 1868.
J.C. Maxwell.
El mismo de las
Ecuaciones de Maxwell,
de electromagnetismo.
Inicios del Control

12. 3
Figura 1. Sistema de control de velocidad.
Inicios del Control

13. 3
Figura 1. Sistema de control de velocidad.
Inicios del Control

14. Modelado matemático
Es la acción de representar mediante relaciones
matemáticas la interacción existente entre las variables y
parámetros que intervienen en un sistema.

15. Modelado matemático
Generalmente son ecuaciones diferenciales que describen el
comportamiento dinámico de un sistema.
Ejemplo: Ley de Ohm

16. Modelado matemático
Generalmente son ecuaciones diferenciales que describen el
comportamiento dinámico de un sistema.
Ejemplo: Ley de Ohm

17. Modelado matemático
Ejemplo: Intercambiador de calor
Un intercambiador de calor es un
dispositivo diseñado para transferir calor
entre dos fluidos, o entre la superficie de
un sólido y un fluido en movimiento.

18. Modelado matemático
Ejemplo: Intercambiador de calor

19. Modelado matemático
Ejemplo: CSTR (reactor tipo tanque
continuamente agitado).
Reactores de flujo continuo de tanque
agitado son normalmente aplicados en
procesos de tratamiento de agua de
residuos.

20. Modelado matemático
Ejemplo: Vehículo aéreo

21. Modelado matemático
Ejemplo: Quadrotor

22. Aplicaciones del modelado
• Simuladores para entrenamiento.
• Estudio del comportamiento dinámico.
• Pruebas causa – efecto.
• Valoración de algoritmos de control.
• Predicciones.

23. Aplicaciones del modelado
• Simuladores para entrenamiento.
• Estudio del comportamiento dinámico.
• Pruebas causa – efecto.
• Valoración de algoritmos de control.
• Predicciones.

24. ¿Cómo se representa un sistema de control automático en diagrama a
bloques?
Figura. Diagrama a bloques general de un sistema de control.

25. ¿Cómo se representa un sistema de control automático en diagrama a
bloques?
Variable controlada: Es la
cantidad o condición que se mide
o controla (Ej. Calor) [1].
Sensor: Dispositivo que capta
magnitudes físicas (Ej. sensor de
temperatura).
Variable manipulada: Es la
cantidad o condición que el
controlador modifica para afectar
el valor de la variable controlada
(Ej. flujo de agua).
Actuador: Dispositivo que
modifica la variable manipulada
(Ej. válvula).
Figura. Diagrama a bloques de un sistema de control.

26. ¿Cómo se representa un sistema de control automático en diagrama a
bloques?
Variable controlada: Es la
cantidad o condición que se mide
o controla (Ej. Calor) [1].
Sensor: Dispositivo que capta
magnitudes físicas (Ej. sensor de
temperatura).
Variable manipulada: Es la
cantidad o condición que el
controlador modifica para afectar
el valor de la variable controlada
(Ej. flujo de agua).
Actuador: Dispositivo que
modifica la variable manipulada
(Ej. válvula).
Figura. Control automático de nivel de agua.

27. ¿Cómo se representa un sistema de control automático en diagrama a
bloques?
Perturbación: Es una señal que
tiende a afectar negativamente el
valor de la salida del sistema [2].
Controlador: Se refiere a una
operación que tiende a reducir la
diferencia entre la señal de
referencia y la salida del sistema
[3].
Figura. Diagrama a bloques de un sistema de control.

28. 9
Tipos de sistemas de control
Sistema en lazo abierto: En estos sistemas la variable de salida (variable
controlada) no tiene efecto sobre la acción de control (variable manipulada)
[1].
Ejemplos:
Una lavadora
La variable de salida “limpieza de la ropa” no afecta el funcionamiento de la lavadora.
Semáforo de una ciudad
La variable de salida “tráfico” no afecta el funcionamiento del sistema.
Figura. Diagrama a bloques de un sistema de control en lazo abierto.

29. 10
Tipos de sistemas de control
Sistema en lazo cerrado: se describen cuando la variable controlada se compara
continuamente con la señal de referencia y cualquier diferencia produce una
acción que tiende a reducir la desviación existente [3].
Figura. Diagrama a bloques de un sistema de control en lazo cerrado.

30. 11
Ejemplos:
Figura. Control de nivel de agua.
Variable controlada:
Sensor:
Variable manipulada:
Actuador:
Perturbación externa:
Perturbación interna:

31. 11
Ejemplos:
Figura. Control de nivel de agua.
Variable controlada: nivel de
agua del tanque.
Sensor: Flotador.
Variable manipulada: flujo de
entrada de agua.
Actuador: Válvula.
Perturbación externa: Lluvia.
Perturbación interna: Desgaste
del flotador.

32. 12
Ejemplos:
Variable controlada:
Sensor:
Variable manipulada:
Actuador:
Perturbación externa:
Perturbación interna:
Figura. Control de un calentador de agua

33. 12
Ejemplos:
Variable controlada: calor.
Sensor: Sensor de temperatura.
Variable manipulada: flujo de
entrada de gas.
Actuador: Válvula.
Perturbación externa: Clima.
Perturbación interna: fuga de
entrada de agua.
Figura. Control de un calentador de agua

34. Clasificación de un sistema de control:

35. Resumen:
Estudiar y realizar un resumen del capítulo 1 y
secciones 2.1, 2.2, 2.3 y 2.4 del Libro: Ingeniería de
Control Moderna de K. Ogata. Dicho resumen debe
contener los conceptos fundamentales de la teoría de
control automático.
Además en el resumen, agregar la definición de los
siguientes conceptos: Actuador, Sensor, Transductor y
Set Point (o señal de referencia).
Para el formato del resumen puedes guiarte
del Formato de trabajo de investigación.