Este documento presenta el programa de la asignatura Laboratorio de Control. La asignatura se enfoca en modelar y simular sistemas dinámicos en tiempo continuo y discreto usando MATLAB y en analizar sistemas de primer y segundo orden usando el sistema ELVIS. También cubre características de sistemas de medición y diferentes tipos de sensores y dispositivos de acondicionamiento de señal.
Factores ecosistemas: interacciones, energia y dinamica
Laboratorio de control
1. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA
Facultad de Ingeniería Eléctrica
PROGRAMA DE ASIGNATURA
I. DATOS GENERALES
1. Denominación de la Asignatura__Laboratorio de Control Código:__2397_ Semestre:____2__Año:__III__
2. Carrera______Lic. en Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones________________________________________
3. Tipo de Asignatura: _____________________________________Prerrequisitos:___Teoría de Control I____________
4. Créditos:_________1___________ Cantidad de Horas Teóricas:_______ ____________Horas de Laboratorio:____3_____
5. Profesor Responsable de (la elaboración/actualización) del Programa:___Rony Caballero__________________
6. Fecha de aprobación del Programa:______________________________________________________________________
II. MISIÓN DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ:
Formar y capacitar integralmente al más alto nivel recurso humano que genere, transforme, proyecte y transfiera ciencia y tecnología para
emprender e impulsar el desarrollo tecnológico, económico, social y cultural del país.
III. MISIÓN DE LA FACULTAD DE ________________________________________________________________
IV. VISIÓN DE LA CARRERA
2. V. JUSTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN
VI. OBJETIVOS GENERALES
Modelar y simular sistemas dinámicos en tiempo continuo mediante MATLAB
Analizar tanto la respuesta temporal, como la frecuencial de los sistemas de primero y segundo orden con el ELVIS.
Modelar y simular sistemas dinámicos en tiempo discreto mediante MATLAB
Analizar las características estáticas y dinámicas de un sistema de medición con ayuda del ELVIS
Evaluar el funcionamiento de distintos tipos de elementos sensores y de acondicionamiento de señal.
3. VII. PROGRAMACIÓN ANALÍTICA
NOMBRE DEL MÓDULO:_____________ Modelado y Simulación de Sistemas en Tiempo Continuo con MATLAB_________
Objetivos Terminales:_________________________________________________________________________________
Horas:_2 semanas (6 horas)___________________________________________________________________________
OBJETIVOS CONTENIDOS ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS RECURSOS Evaluación
ESPECIFICO TÉCNICAS ACTIVIDADES
Conocer el 1. Introducción al MATLAB Exposición dialogada Interacción con Computadora Diagnóstica
funcionamiento MATLAB para Personal y Formativa
básico de MATLAB 2. Modelado de Sistemas en el dominio de la familiarizarse con el. SOFTWARE
frecuencia. MATLAB
4. Modelar sistemas en 2.1. Funciones de transferencia en MATLAB Parametrización tanto
el dominio de la 2.2. Polos y Ceros de los modelos basados
frecuencia en la función de Formativa
3. Modelado de Sistemas en el espacio de estado transferencia como en el Sumativa
Modelar sistemas en 3.1. Modelo en el espacio de estado espacio de estado
el dominio del 3.2. Conversión entre los modelos de espacio de
tiempo estado y función de transferencia Utilización funciones de
MATLAB tales como:
Formativa
Simular la respuesta 4. Simulación de los sistemas dinámicos step y sim para simular
Sumativa
temporal de sistemas 4.1. Respuesta temporal de los sistemas la respuesta temporal de
dinámicos dinámicos frente a la entrada escalón, rampa sistemas dinámicos
y seno.
Simular la respuesta 4.2. Respuesta temporal de los sistemas Utilización del
frecuencial de dinámicos frente a entradas arbitrarias diagrama de Bode para
sistemas dinámicos 4.3. Respuesta frecuencial de los sistemas estudiar los sistemas
dinámicos dinámicos
NOMBRE DEL MÓDULO:_Análisis de la respuesta temporal y frecuencial de los sistemas de primer y segundo orden con ELVIS_
Objetivos Terminales:_________________________________________________________________________________
Horas:___ 7 semanas (21 horas)________________________________________________________________________
OBJETIVOS CONTENIDOS ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS RECURSOS Evaluación
ESPECIFICO TÉCNICAS ACTIVIDADES
Conocer el 5. Introducción al ELVIS Exposición dialogada Interacción con el El Sistema ELVIS Diagnóstica
funcionamiento ELVIS para Formativa
básico del ELVIS 6. Análisis de los sistemas de primer orden familiarizarse con el.
6.1. Respuesta temporal al escalón y la rampa.
Obtención de la constante de tiempo por Los estudiantes armaran
medios experimentales un sistema dinámico
5. 6.2. Respuesta frecuencial. Análisis de Bode y la electronico de primer Formativa
obtención de la frecuencia de corte por orden y lo probarán con Sumativa
medios experimentales el ELVIS
7. Análisis de los sistemas de segundo orden Los estudiantes armaran
sobreamortiguados un sistema dinámico
Formativa
7.1. Respuesta temporal al escalón y la rampa. electronico de segundo
Sumativa
Obtención de la constante de orden sobreamortiguado
amortiguamiento relativo y frecuencia y lo probarán con el
natural por medios experimentales ELVIS
7.2. Respuesta frecuencial. Análisis de Bode y la
obtención de la frecuencia de corte por
medios experimentales
Los estudiantes armaran
Formativa
8. Análisis de los sistemas de segundo orden un sistema dinámico
Sumativa
subremortiguados electronico de segundo
8.1. Respuesta temporal al escalón y la rampa. orden subamortiguado y
Obtención de la constante de lo probarán con el
amortiguamiento relativo y frecuencia ELVIS
natural por medios experimentales
8.2. Respuesta frecuencial. Análisis de Bode y la
obtención de la frecuencia de corte por
medios experimentales
Los estudiantes armaran
9. Análisis de los sistemas de segundo orden un sistema dinámico Formativa
Oscilatorio electronico de segundo Sumativa
9.1. Respuesta temporal al escalón y la rampa. orden oscilatorio y lo
Obtención de la constante de probarán con el ELVIS
amortiguamiento relativo y frecuencia
natural por medios experimentales
9.2. Respuesta frecuencial. Análisis de Bode y la
obtención de la frecuencia de corte por
medios experimentales
10. Análisis de los sistemas con ceros Los estudiantes armaran Formativa
10. 1 Respuesta temporal al escalón y la rampa. un sistema dinámico Sumativa
10.2 Respuesta frecuencial. Análisis de Bode electronico con ceros y
comparan con otro
sistema dinámico sin
ceros con ayuda del
6. ELVIS
NOMBRE DEL MÓDULO:_____________ Modelado y Simulación de Sistemas en Tiempo Discreto con MATLAB_________
Objetivos Terminales:_________________________________________________________________________________
Horas:_2 semanas (6 horas)___________________________________________________________________________
OBJETIVOS CONTENIDOS ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS RECURSOS Evaluación
ESPECIFICO TÉCNICAS ACTIVIDADES
Conocer el 11. Introducción al MATLAB Exposición dialogada Interacción con Computadora Diagnóstica
funcionamiento MATLAB para Personal y Formativa
básico de MATLAB 12. Modelado de Sistemas en el dominio de la familiarizarse con el. SOFTWARE
frecuencia de sistemas discretos. MATLAB
Modelar sistemas en Parametrización tanto
el dominio de la 13. Modelado de Sistemas en el espacio de estado para de los modelos basados
frecuencia sistemas discretos en la función de Formativa
7. transferencia como en el Sumativa
Modelar sistemas en 14. Conversión entre modelos de tiempo continuo al espacio de estado
el dominio del tiempo discreto
tiempo Utilización funciones de
15. Simulación de los sistemas en tiempo discreto MATLAB tales como:
Formativa
Simular la respuesta step y sim para simular
Sumativa
temporal de sistemas la respuesta temporal de
dinámicos sistemas dinámicos
NOMBRE DEL MÓDULO:___ Sistemas de Medición___
Objetivos Terminales:_________________________________________________________________________________
Horas:___ 5 (15 horas)________________________________________________________________________
OBJETIVOS CONTENIDOS ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS RECURSOS Evaluación
ESPECIFICO TÉCNICAS ACTIVIDADES
Conocer el sistema 16. Características estáticas de los sistemas de Exposición dialogada Los estudiantes El Sistema ELVIS Formativa
de medición general medición armaran un sistema Sumativa
16.1. Evaluación del modelo estático de medición
Determinar 16.2.Concepto de repetitibilidad, precisión y electrónico y
experimentalmente tolerancia. verificaran la
las características propagación del error
estáticas de un 17. Características dinámicas de los sistemas de a lo largo de sus
sistema de medición medición distintas etapas.
8. Determinar 17.1. Evaluar la respuesta dinámica del sistema
experimentalmente frente a la entrada escalón. Determinar posibles Los estudiantes Formativa
las características cambios en los modelos dinámico del sistema armaran un sistema Sumativa
dinámicas de un producto del cambio en variables ambientales de medición de
sistema de medición 17.2. Evaluar la respuesta dinámica del sistema temperatura que les
frente a señales periódicas, tales como ondas permite evaluar el
Conocer, comprender cuadradas y triangulares error dinámico a la
y analizar los salida del mismo.
distintitos tipos de 18. Elementos sensores y acondicionadores de señal.
sensores y 10.1 Sensores de salida resistiva Asignación de un Sensores y Sumativa
dispositivos 10.2 Sensores de salida capacitiva proyecto. Se realizará Acondicionadores
acondicionadores de 10.3 Sensores de salida inductiva un proyecto de Industriales
señal 10.4 Otros sensores laboratorio que
10.5 Acondiconadores de señal permitirá a los
10.5.1. Puentes de deflexión estudiantes
10.5.2. Amplificadores familiarizarse con
10.5.3 Otros acondicionadores algunos de los
distintos tipos
sensores y
acondicionadores de
señal
VIII. BIBLIOGRAFÍA
Manual de MATLAB
Tesis: Guías de Laboratorio de Control elaboradas por Humberto Sterling
Manual de ELVIS II
Ogata, Control en Tiempo Discreto, Prentice Hall
Kuo, Control Digital, CECSA
Franklin, Digital Control of Dynamic Systems, Prentice Hall
Bentley, Principles Of Measurement System, Pearson
Pallás, A. (2004). Sensores y acondicionadores de señal. Ed. Alfaomega +Marcombo