Guia Integrada de Actividades Control Analogico 299005

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACIESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA. lngeniería Electrónica. 299005 CONTROL ANALÓGICO

Guía Integrada de Actividades

Contexto de la estrategia de aprendizaje y descripción del problema a desarrollar en el curso:Aprendizaje Basado en Problemas – el cual se centra en el estudiante promoviendo que el aprendizaje sea significativo, desarrollando una serie de habilidades y competencias indispensables en el entorno profesional actual.

El grupo colaborativo se ocupará en la búsqueda de la solución a un problema planteado desencadenando el aprendizaje auto-dirigido; para ello, dicho problema se divide en varias etapas, y para resolver cada una de ellas se proponen las siguientes fases:

1. Fase 1: Análisis, lluvia de ideas y listado de conceptos. Cada estudiante deberá leer e identificar claramente lo que se quiere lograr en la respectiva etapa del problema. Luego el grupo realizará una lluvia de ideas, de tal forma que se planteen algunas hipótesis sobre cómo solucionar las situaciones planteadas en la etapa, basándose en conocimientos previos y el sentido común.

Basados en esta discusión, los integrantes del grupo deberán elaborar un listado de conceptos, términos y/o aspectos que conocen y un listado de aquello que se desconoce de las situaciones planteadas en la etapa.

Al finalizar esta fase, cada estudiante, de manera individual y a manera de diario, deberá registrar los avances logrados en su proceso de aprendizaje; para ello dispone de la herramienta E-portafolio ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento del curso.

2. Fase 2: Propuesta metodológica y obtención de información. En esta fase el grupo deberá definir la metodología para la investigación de acuerdo a lo alcanzado en la fase anterior. Una vez se tenga clara la metodología, el grupo deberá definir y expresar de manera concreta lo que quiere resolver, producir o demostrar en la respectiva etapa del problema. Luego el grupo procederá a localizar, organizar, analizar e interpretar la información de diversas fuentes.

Al finalizar esta fase, cada estudiante, de manera individual y a manera de diario, deberá registrar los avances logrados en su proceso de aprendizaje; para ello dispone de la herramienta E-portafolio ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento del curso.

3. Fase 3: Diseño y ejecución del plan de acción. En esta fase el grupo define y ejecuta el plan de acción para dar solución a la respectiva etapa del problema, a partir de la información obtenida en la fase anterior y de los contenidos temáticos del curso.

Al finalizar esta fase, cada estudiante, de manera individual y a manera de diario, deberá registrar los avances logrados en su proceso de aprendizaje; para ello dispone de la herramienta E-portafolio ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento del

1


curso.

4. Fase 4: Presentación de resultados. En esta fase, cuando el grupo ya ha resuelto el problema, se hará una presentación o reporte de los resultados obtenidos, y se incluirán recomendaciones, dificultades, inferencias y demás que se crea conveniente en relación con la solución de las situaciones planteadas en la respectiva etapa. Un integrante del grupo será el responsable de enviar el informe con los resultados obtenidos a través del medio que solicite el docente.

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA:Una empresa multinacional reconocida dedicada a la fabricación de reproductores DVD y Blu-Ray montó un punto de fábrica en Colombia, cumpliendo con los estándares de calidad necesarios en la producción de dichos electrodomésticos. Sin embargo, desde hace un tiempo se han venido presentando problemas en el funcionamiento de los motores de corriente continua (DC) usados para implementar el mecanismo que hace girar los discos ópticos en los reproductores, ya que giran a velocidades diferentes a las establecidas por la empresa para el correcto funcionamiento de los reproductores o cambian constantemente de velocidad.Para corregir este problema, la empresa ha decidido incorporar módulos controladores en las tarjetas principales de los reproductores. Por tal razón, ha decidido contratar a un grupo de estudiantes de Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia para que diseñe un prototipo de controlador que permita mantener el motor DC girando a una velocidad constante para que la lectura del disco óptico sea óptima. Se debe garantizar igualmente un funcionamiento aceptable del controlador ante perturbaciones que se puedan presentar por fallas eléctricas o señales parásitas en el sistema.La empresa solicita al grupo de estudiantes que se entregue la función de transferencia del controlador, con las respectivas simulaciones que demuestren que dicho controlador cumple con los parámetros del diseño propuesto, además del proceso de diseño detallado descriptiva y matemáticamente.Según especificaciones técnicas de los motores, su función de transferencia es:

G (s )= 10

s2+6 s+4

Como requisitos de diseño se necesita que la velocidad del motor una vez implementado el módulo no difiera en más del 20% del valor requerido; además, el motor debe estabilizarse en máximo 2 segundos y debido a que velocidades altas del eje del motor pueden dañarlo, se requiere un sobrepaso máximo del 10%. Además, por las características del reproductor, se necesita que el sistema en lazo cerrado tenga un coeficiente de amortiguamiento (ζ) de 0.6 a una frecuencia (ωn) de 4 rad/seg.

Para resolver el problema, se ha dividido éste en tres etapas:

2


En la etapa 1, se deberá analizar la dinámica del sistema, graficar el lugar geométrico de las raíces, determinar su estabilidad absoluta, controlabilidad y observabilidad.

En la etapa 2, se deberá analizar la respuesta en frecuencia del sistema, diseñar el controlador que permita que el sistema cumpla con las especificaciones requeridas y simularlo para verificar los resultados.

En la etapa 3, se elaborará un documento de presentación donde se resuma todo el proceso y se muestren los resultados obtenidos. De igual forma, se hará un video que describa todas las etapas del proceso como proyecto final del curso.

Además, se proponen dos actividades adicionales:

Una actividad inicial que permita al estudiante identificar claramente los contenidos, propósitos y competencias a desarrollar en el periodo académico.

Un componente práctico que se deberá desarrollar de manera individual. Cada estudiante debe descargar la guía de dicho componente, la cual encontrará en el entorno de aprendizaje práctico, y realizarla en cada centro con orientación del docente de laboratorio encargado, quien reportará el puntaje obtenido por el estudiante al director de curso. Si se realiza en forma independiente, se entrega al tutor virtual del curso.

Temáticas a desarrollar:Se revisarán los contenidos y las referencias dispuestas en el entorno de conocimiento para cada una de las unidades del curso

3


ACTIVIDAD INICIAL

Temáticas a desarrollar:Estructura general del curso.Número de semanas:2 semanas

Fecha:10 – 23 de Agosto de 2015

Momento de evaluación:Inicial

Entorno:Evaluación y seguimiento

Etapa del problema:Actividad inicial

Actividad individualProductos académicos y ponderación

de la actividad individual Actividad colaborativa*Productos académicos y

ponderación de la actividad colaborativa

Cada estudiante leerá el syllabus del curso y explorará la estructura del mismo. Como resultado de esta exploración, de manera individual, se deberá elaborar un mapa conceptual donde se identifiquen claramente los contenidos, propósitos y competencias a desarrollar en el periodo académico

Producto a entregar en la actividad inicial:Documento en formato .PDF, en donde se evidencie el desarrollo de la actividad inicial. El documento deberá contener:

Portada Mapa conceptual Conclusiones Referencias bibliográficas

Espacio para subir el producto: Actividad tipo tarea identificada como "Actividad Inicial", ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento. Allí mismo se entregarán las respectivas

No aplica para esta etapa. No aplica para esta etapa.

4


calificaciones y realimentación

Valoración: 25 puntos

ETAPA 1 ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DEL SISTEMA

Temáticas a desarrollar:Contenidos y referencias dispuestas en el entorno de conocimiento para la unidad 1 del curso.Número de semanas:6 semanas

Fecha:24 de Agosto a 4 de Octubre de 2015

Momento de evaluación:Intermedio

Entornos:Aprendizaje colaborativo - Evaluación y seguimiento

Etapa del problema:Etapa 1




Participación en cada una de las fases descritas anteriormente en la estrategia de aprendizaje dentro del tema asignado en el foro (entorno de aprendizaje colaborativo) para esta etapa.Registrar en el e-portafolio los avances individuales obtenidos a través de cada fase

Participación activa, coherente, permanente y pertinente en cada una de las fases de la estrategia para la solución a la etapa 1 del problema planteado.Valoración: 20 puntos de acuerdo a la rúbrica de evaluación

En esta etapa, el grupo colaborativo deberá realizar una serie de tareas que permitirán analizar completamente la dinámica del sistema propuesto. Las tareas a realizar son las siguientes:

1. Identificar el orden del

Producto a entregar en la etapa 1:Documento en formato .PDF, en donde se evidencie el desarrollo de las tareas propuestas siguiendo las cuatro fases de la estrategia de aprendizaje basado en

5


sistema.2. Determinar la estabilidad absoluta del sistema usando el criterio de Routh-Hurwitzz3. Analizar con base en la función de transferencia y una señal de prueba escalón unitario, la dinámica del sistema. Identificar ganancia, constante de tiempo, tiempo de subida, tiempo de asentamiento o establecimiento, sobreimpulso, atenuación, frecuencia natural no amortiguada, factor de amortiguamiento relativo, frecuencia natural amortiguada, amortiguamiento real, amortiguamiento crítico, tiempo pico, si el sistema es subamortiguado, críticamente amortiguado o sobreamortiguado, elaborar gráficas con la respuesta, etc…. Todo depende del orden del sistema, por lo que es importante que el grupo tenga claro este aspecto y la señal de prueba a utilizar.Si el grupo desea, puede agregar a la respuesta escalón, la respuesta a una

problemas. A este archivo se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: E1_NumerodelGrupo. Ejemplo E1_03.pdf. El documento deberá contener:

Portada Introducción Resumen del

análisis realizado por el grupo acerca de las tareas de la etapa

Listado de conceptos conocidos

Listado de conceptos desconocidos

Metodología empleada para la investigación

Resultado de las consultas e información obtenida para dar solución a las tareas de la etapa

Diseño del plan de acción para solucionar las tareas de la etapa

Solución a las

6


rampa o impulso.4. Construir, interpretar y analizar el lugar geométrico de las raíces del sistema.5. Representar el sistema en espacio de estados6. Analizar controlabilidad y observabilidad del sistema.

tareas de la etapa Conclusiones Referencias

bibliográficas

Espacio para subir el producto: Actividad tipo tarea identificada como "Etapa 1", ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento. Allí mismo se entregarán las respectivas calificaciones y realimentación

Valoración: 90 puntos de acuerdo a la rúbrica de evaluación

ETAPA 2 ANÁLISIS EN FRECUENCIA Y DISEÑO DEL CONTROLADOR

7


Temáticas a desarrollar:Contenidos y referencias dispuestas en el entorno de conocimiento para la unidad 2 del curso.Número de semanas:6 semanas

Fecha:5 de Octubre a 16 de Noviembre de 2015







Participación en cada una de las fases descritas anteriormente en la estrategia de aprendizaje dentro del tema asignado en el foro (entorno de aprendizaje colaborativo) para esta etapa.Registrar en el e-portafolio los avances individuales obtenidos a través de cada fase

Participación activa, coherente, permanente y pertinente en cada una de las fases de la estrategia para la solución a la etapa 2 del problema planteado.Valoración: 20 puntos de acuerdo a la rúbrica de evaluación

En esta etapa, el grupo colaborativo, utilizando la estrategia de aprendizaje basada en problemas (cuatro fases descritas anteriormente), deberá realizar una serie de tareas que permitirán analizar en frecuencia al sistema y diseñar un controlador que mantenga el sistema dentro de las condiciones establecidas. Las tareas a realizar son las siguientes:

1. Analizar la respuesta en frecuencia del sistema planteado; elaborar el diagrama de Bode y analizar los resultados. Se deja de libre elección que

Producto a entregar en la etapa 2:Documento en formato .PDF, en donde se evidencie el desarrollo de las tareas propuestas siguiendo las cuatro fases de la estrategia de aprendizaje basado en problemas. A este archivo se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: E2_NumerodelGrupo. Ejemplo E2_03.pdf. El documento deberá contener:

Portada

8


el grupo elabore un análisis adicional en frecuencia usando otros métodos como diagramas polares, diagrama de Nyquist, etc.3. De acuerdo al análisis de la dinámica del sistema y su respuesta en frecuencia, debatir en el grupo qué tipo de controlador será el más adecuado para lograr el objetivo planteado y las condiciones requeridas. El grupo deberá decidir si usa un P, PI, PID, compensador en atraso, compensador en adelanto, etc.4. Realizar el diseño del controlador seleccionado. Se deben incluir todos los procedimientos intermedios y matemáticos.5. Simular el controlador diseñado y verificar los resultados

Introducción Resumen del

análisis realizado por el grupo acerca de las tareas de la etapa

Listado de conceptos conocidos

Listado de conceptos desconocidos

Metodología empleada para la investigación

Resultado de las consultas e información obtenida para dar solución a las tareas de la etapa

Diseño del plan de acción para solucionar las tareas de la etapa

Solución a las tareas de la etapa

Conclusiones Referencias

bibliográficas

Espacio para subir el producto: Actividad tipo tarea identificada como "Etapa 2", ubicada en el entorno de

9


evaluación y seguimiento. Allí mismo se entregarán las respectivas calificaciones y realimentación.


COMPONENTE PRÁCTICO

Número de semanas:Durante todo el periodo

Fecha:10 de Agosto al 8 de Noviembre de 2015


Entornos:Aprendizaje práctico - Evaluación y seguimiento

Etapa del problema:Componente práctico




Desarrollo de la guía de componente práctico, ubicada en el entorno de aprendizaje práctico del curso.

Informe entregado al docente de práctica o al tutor del curso virtual.

No aplica No aplica

10


Valoración: 130 puntos de acuerdo a la rúbrica analítica de evaluación

ETAPA 3 EVALUACIÓN FINAL

Número de semanas:2 semanas

Fecha:16 al 29 de Noviembre de 2015

Momento de evaluación:Final






Participación dentro del tema asignado en el foro (entorno de aprendizaje colaborativo) para esta etapa.

Participación activa, coherente, permanente y pertinente en la solución a la etapa 3 del problema

En esta etapa, se deberá elaborar un documento a modo de presentación, donde se evidencie todo el

Producto a entregar en la etapa 3:Documento en formato .PDF, con la

11


planteado.Valoración: 20 puntos de acuerdo a la rúbrica de evaluación

proceso llevado a cabo en la solución a la problemática planteada y los resultados obtenidos. Además, un integrante del grupo deberá elaborar un video con su voz, donde explique de manera detallada el proceso de análisis de la dinámica, lgr y frecuencia del sistema y diseño del controlador, subirlo a youtube y entregar el enlace del video para ser revisado (máxima duración del video: 7 minutos).Sólo intervendrá una persona del grupo en el video y durante su grabación se debe indicar lugar, fecha y hora de elaboración del video

presentación del proceso, resultados obtenidos y el link del video elaborado. A este archivo se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: E3_NumerodelGrupo. Ejemplo E3_03.pdf. El documento deberá contener:

Portada Introducción Presentación del

proceso Resultados

obtenidos Pantallazos de

simulaciones con sus respectivas explicaciones

Link del video Conclusiones Referencias

bibliográficas

Espacio para subir el producto: Actividad tipo tarea identificada como "Etapa 3", ubicada en el entorno de evaluación y seguimiento. Allí mismo se entregarán

12


las respectivas calificaciones y realimentación.


*Lineamientos para el desarrollo del trabajo colaborativo

Planeación de actividades para el desarrollo del trabajo colaborativo

Roles a desarrollar por el estudiante dentro del grupo colaborativo

Roles y responsabilidades para la producción de entregables por los estudiantes

13


El trabajo colaborativo corresponde a un ejercicio activo en el que se construye conocimiento en equipo, basado en cimientos teórico-prácticos y direccionado desde la creatividad y desarrollo cognoscitivo de cada integrante del grupo.

Para que los objetivos de cada actividad sean materializados el grupo debe en cada etapa del trabajo:

1. Identificar los objetivos de la actividad en cuestión.2. Apropiarse de los conocimientos teóricos que le respalden la unidad.3. Definir una estrategia académica de trabajo que les facilite la interacción grupal.4. Distribuirse funciones y roles que los incluya de manera equitativa en la construcción del trabajo.5. Socializar y exponer sus puntos de vista de manera activa y con respeto.6. Construir de manera organizada y con la normatividad respectiva el documento que le dé respuesta a la guía propuesta.

Cada integrante del grupo colaborativo debe tener una función. Dichas acciones pueden ser definidas como “papeles” o “roles” a desempeñar o funciones y son asignadas individualmente a cada integrante del grupo.

Los roles o papeles pueden adoptarse por diferentes integrantes durante cada actividad, es decir, tienen carácter rotativo en cada etapa del trabajo y son de libre elección por cada participante durante la dinámica del ejercicio. Dichos roles son:

a. Líder, facilita el trabajo del grupo, da direcciones, revisa las instrucciones, replantea las metas del grupo, señala límites de tiempo y genera respuestas.

b. Editor, edita lo que el grupo ha escrito, verifica la calidad del contenido.

c. Motivador, observa y promueve la participación de los miembros del grupo.

d. Integrador, quien resume la información tratada de la manera más completa que le sea posible.

e. Generador y Documentador, quien crea respuestas adicionales excediendo las respuestas o conclusión inicial del grupo y originando una variedad de respuestas posibles para elegir. Además, es el

En la producción de los entregables, pueden definirse responsabilidades específicas que se orienten a cumplir con los tiempos y requerimientos formales del producto a entregar, para lo cual se definirán roles puntuales como son

Compilador: debe consolidar el documento que se constituye como el producto final del debate, teniendo en cuenta que se hayan incluido los aportes de todos los participantes y que sólo se incluya a los participantes que intervinieron en el proceso. Una vez finalizada la estructuración del informe comunica al líder para que realice la entrega al tutor.

Revisor: Debe asegurar que el escrito cumpla con las normas de presentación de trabajos exigidas por el docente, y comprobar que el documento esté completo.

Evaluador: Asegurar que el documento contenga los criterios presentes en la rúbrica. Debe comunicar a la persona encargada de las alertas para que informe a los demás integrantes del equipo en caso que haya que realizar ajustes sobre el tema.

14


responsable de hacer búsquedas que apoyen el logro de la tarea

Entregas: Alertar sobre los tiempos de entrega de los productos y enviar el documento en los tiempos estipulados, utilizando los recursos destinados para el envío, e indicar a los demás compañeros que se ha realizado la entrega.

Alertas: Asegurar que se avise a los integrantes del grupo de las novedades en el trabajo e informar al docente mediante el foro de trabajo y la mensajería del curso, que se ha realizado el envío del documento.

Recomendaciones por el docente:La actividad inicial permitirá al estudiante explorar la estructura del curso, con el fin de que identifique los contenidos, propósitos y competencias a desarrollar en el periodo académico.

El problema planteado se ha dividido en tres etapas, cada una de las cuales está compuesta de cuatro fases, a través de las cuales el grupo colaborativo irá construyendo la solución a la situación propuesta. Cada etapa contará con un tema de discusión en el foro de trabajo colaborativo dispuesto en el entorno de aprendizaje colaborativo del curso; y dentro de cada tema de discusión se irán realizando los aportes de acuerdo con las fases que caracterizan el aprendizaje basado en problemas. Los estudiantes deben tener claridad de las fechas de inicio y cierre de cada etapa, de acuerdo a la agenda del curso, dispuesta en el entorno de información inicial.

Al final de cada etapa, el grupo colaborativo entregará un producto con el desarrollo de las actividades propuestas, se hará la respectiva realimentación y calificación de cada etapa y el grupo deberá realizar los ajustes necesarios de acuerdo a lo realimentado. Las actividades realizadas en cada etapa servirán como insumos para la etapa siguiente, por lo que es importante encontrar una solución adecuada.Durante las dos primeras etapas, cada estudiante deberá registrar en el E-portafolio los avances obtenidos en su proceso de aprendizaje.

Recuerde que el E-portafolio es una herramienta que le permite una comunicación más directa con el docente, para las revisiones del avance de los productos, la realimentación, las dudas y observaciones del curso de manera individual. Esta herramienta la encontrarán en el entorno de Evaluación y Seguimiento del curso.

NOTA ACLARATORIA:Cabe resaltar que los productos finales de la actividad inicial y de cada etapa, deberán ser colocados en el entorno de evaluación y seguimiento

15


del curso, mediante una actividad tipo tarea que se dispondrá para cada caso. Sólo allí serán revisados y tenidos en cuenta para la realimentación y calificación. No se admiten productos finales subidos en los temas del foro de trabajo colaborativo o en entornos diferentes al mencionado.

En el entorno de aprendizaje práctico del curso, el estudiante encontrará enlaces a páginas web y algunas herramientas con contenidos referentes a la temática del curso, que le permitirán afianzar sus conocimientos y llevar con éxito el proceso de aprendizaje con su grupo colaborativo y el desarrollo del componente práctico.

PESO EVALUATIVO:500 puntos distribuidos en cada una de las etapas de la guía de actividades de la siguiente manera:

1. Actividad inicial: 25 puntos2. Etapa 1 Análisis de la dinámica del sistema: 110 puntos3. Etapa 2 Análisis en frecuencia y diseño del controlador: 110 puntos4. Etapa 3 Evaluación final: 125 puntos5. Componente práctico: 130 puntos

Normas Icontec NTC 1486

La presentación de los archivos entregables debe regirse por las normas Icontec, las cuales pueden consultar en http://www.colconectada.com/normas-icontec/

Políticas de plagio: ¿Qué es el plagio para la UNAD?El plagio está definido por el diccionario de la Real Academia como la acción de "copiar en lo sustancial obras ajenas, dándolas como propias". Por tanto el plagio es una falta grave: es el equivalente en el ámbito académico, al robo. Un estudiante que plagia no se toma su educación en serio, y no respeta el trabajo intelectual ajeno.

No existe plagio pequeño. Si un estudiante hace uso de cualquier porción del trabajo de otra persona, y no documenta su fuente, está cometiendo un acto de plagio. Ahora, es evidente que todos contamos con las ideas de otros a la hora de presentar las nuestras, y que nuestro conocimiento se basa

16

http://www.colconectada.com/normas-icontec/


en el conocimiento de los demás. Pero cuando nos apoyamos en el trabajo de otros, la honestidad académica requiere que anunciemos explícitamente el hecho que estamos usando una fuente externa, ya sea por medio de una cita o por medio de un paráfrasis anotado (estos términos serán definidos más adelante). Cuando hacemos una cita o un paráfrasis, identificamos claramente nuestra fuente, no sólo para dar reconocimiento a su autor, sino para que el lector pueda referirse al original si así lo desea.

Existen circunstancias académicas en las cuales, excepcionalmente, no es aceptable citar o parafrasear el trabajo de otros. Por ejemplo, si un docente asigna a sus estudiantes una tarea en la cual se pide claramente que los estudiantes respondan utilizando sus ideas y palabras exclusivamente, en ese caso el estudiante no deberá apelar a fuentes externas aún, si éstas estuvieran referenciadas adecuadamente.

Para mayor información visitar el siguiente link:http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299005/Politica_de_Plagio_Unad.pdf

17

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299005/Politica_de_Plagio_Unad.pdf

Guia Integrada de Actividades Control Analogico 299005

Documents

Transcript of Guia Integrada de Actividades Control Analogico 299005