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UNIVERSIDAD DE BUENOS .AIRESANEXO 1

MAESTRIAEN SIMULACION NUMERICA y CONTROL

1 OBJETIV S

La maestría n simulación numérica y control se plantea dos objetivos básicos:

a) Brindar al graduado una base metodológica para que puede atacar consolver cia problemas que pueden presentarse en su vida profesional.

b) Capacitar profesionales ofreciéndole conocimientos sobre el estado del artede es a temática interdisciplinaria.

2 JUSTIFICACION ACADEMICA y TECNICA

La Fécultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (FIUBA) estáorganizada m carreras que se corresponden con áreas de la actividad económica.Estas carrei as se organizan verticalmente sobre una base común de CienciasBásicas y SE desarrollan, a partir de esa base común, en forma paralela.

Cuan o en las distintas ramas de la Ingeniería se trabaja en desarrollo detecnología, ] menudo se requiere la utilización de metologías que, perteneciendo auna dada di sciplina científica, resultan de uso simultáneo en diferentes carreras. Unclaro ejemp o de esto último son las disciplinas de simulación numérica y control.Ambas cort In en un plano horizontal las construcciones verticales de las distintascarreras, e un nivel superior al de las ciencias básicas.

Un rimer ejemplo es el del desarrollo tecnológico. El primer paso paracontrolar u proceso tecnológico es el de definir su denominada ventana, que es eldominio, e el espacio de las variables operativas del proceso, en el cual seobtiene el reducto requerido. Para definir la ventana tecnológica de un proceso sedebe anali ar la sensibilidad del resultado de dicho proceso a cambios en lasdiferentes variables operativas. Modernamente, los métodos de simulaciónnumérica son utilizados, en combinación con métodos experimentales, para ladefinición y análisis de las ventanas tecnológicas de procesos.

Otro ejemplo es el de los sistemas dinámicos. Su simulación mediantemodelos atemáticos permite interactuar con una mímica del sistema real,suficientem ente elaborada, antes de tratar con el proceso físico en sí mismo. Así sehace con sistemas de entrenamiento (simuladores de vuelo) y con sistemas en los

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UNIVERSIDAD DE UENOS AIREScuales la i teracción práctica resulta onerosa (industria química) o peligrosa(aeronaves, centrales nucleares)

La ¡:: erspectiva de éxito de la propuesta debe basarse en una acertadaauscultació de la posibilidad de la oferta y de la existencia de la demanda.

En lé FIUBA existe una masa crítica de investigadores de alto nivel en ambostemas que garantiza una oferta de base suficiente para implementar la maestría.Esta oferta se amplía considerablemente si se tienen en cuenta las capacidadesexistentes entro de la zona de influencia, que abarca todos los centros de cienciay técnica d;>1ámbito metropolitano

Por u parte, la demanda de formación de posgrado en simulación numéricay control a quedado evidenciada a través de la alta matriculación en los cursosrelativos a sas especialidades que se vienen desarrollando en la FIUBA dentro delmarco del doctorado. A ésto hay que agregar la demanda potencial verificada enlas provin ias y los países limítrofes.

4 ES "RUCTURA CURRICULAR y REGLAMENTO DE LA MAESTRIA

4.1 Cor diciones de AdmisiónPo rán ingresar a la Maestría:

1. Ilgenieros de cualquier especialidad.

2. )octores o Licenciados de carreras Científicas de no menos de cinco añosde duraci ln que garanticen los conocimientos previos adecuados.

3. Otros egresados universitarios cuando la Comisión de Maestría loconsider justificado.

Poíírán aspirar a la Maestría aquellas personas que satisfagan lo establecidoen el articulo 2° de la Resolución es n° 2575/92.

e rno requisito para el ingreso, además de los enunciados en el reglamentogeneral e maestría, el aspirante, ya graduado, deberá contar con 2 cursos básicosde grad) en control (clásicos y modernos) y 2 cursos básicos de grado ensimulaci In numérica (computación y análisis numérico). En caso contrario deberárendir u examen sobre los contenidos no cubiertos.

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UNIVERSIDAD DE BU' .NOS AIRESSi el aspirante ya cuenta con cursos equivalentes efectuados durante el grado, sólose le consider1a como válido, a los efectos de computarse como créditos para lamaestría, hasu 2 de ellos, a juicio de la Comisión de Maestría.

4.2

Coincid rá con el ciclo lectivo de la Facultad de Ingeniería de la U B.A.

4.3 Total de. horas de clase.

* La carr era constará en el cursado de 8 materias de posgrado y el desarrollode una tesis. ada materia tendrá una duración cuatrimestral, con una carga de 10créditos y una tesis. El total de los cursos reunirá 80 créditos. La tesis significaráuna inversión e 200 horas de trabajo. La carga horaria total de la Maestría será de1.480 (mil cu rocientas ochenta) horas.

* En cadl cuatrimestre el alumno deberá cursar un mínimo de 2 materias y un'máximo de 4 rnaterias. Además, la duración no podrá superar los 3 años.

* La car era estará estructurada en dos fases, a saber, módulo básico ymódulo avanz ado.

* El módulo básico constará de 4 materias, de las cuales 2 serán desimulación n mérica y 2 de control.

* El mó ulo avanzado estará constituido por las restantes 4 materias, aseleccionar d 3 la oferta existente.

4.4. Número de Vacantes.

Treinta (30) la Comisión de Maestría podrá modificar este número deconsiderarlo recesarío.

4.5. Aranc sles.

Se p antea el objetivo de lograr la autofinanciación, a través delarancelamie ito de la carrera, para atender los siguientes aspectos:

a) Contr ilación de profesoresb) Adqui sición de elementos para el funcionamiento operativoe) Aporté porcentual a la FIUBA por gastos generales

· .•.., ,

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UNIVERSIDALJ DE UENOS AIRESCom arancel índicativo se ha estimado un valor de entre $100 Y $200 por

mes, exceptuando a los alumnos de la carrera de doctorado. Con una matrículapromedio d 10 alumnos, se estima que la recaudación es suficiente para atenderlos gastos p evistos. En una primera etapa la maestría no demandará gasto algunoya que los ~rofesores son de la casa. La aplicación de la propuesta de cursos conprofesores o pertenecientes a la facultad o que sean de la facultad con algunaasignación, se concretará sólo en la medida de que se logre la autofinanciaciónantes menci nada.

4.6. Beca..

Se efectuarán gestiones para lograr subsidios que permitan implementar unprograma de becas por parte de empresas interesadas en la temática de laMaestría. L(I~Comisión de Maestría determinará el régimen de distribución de lasmismas en base a un sistema que contemple la necesidad del alumno y lascapacidades.

4.7. Aprol'8ción de la carrera.

Los alurnnos deberán contar con una asistencia a clases del 75% comomínimo y a~robar los exámenes de todas las materias y la Tesis de Maestría.

4.8. Trabejo de Tesis.

La Tesis de Maestría consistirá en una puesta a punto de un terna adeterminar oor la Comisión de Maestría en acuerdo con el alumno. Esta puesta apunto deberá incluir una amplia revisión bibliográfica y una análisis crítico delestado del rnismo.

En e Anexo se presentan programas tentativos de posibles cursos para losmódulos b . sico y avanzado, con sus respectivos profesores, cuyos curriculum vitaese adjunta . Esta oferta se actualizará y ampliará en el futuro en la medida que laComisión d ~Maestría vaya elevando las correspondientes propuestas.

5 PLAN O ESTUDIOS Y CONTENIDOS MINIMOSl. .

MODULO ,ASICO

Area Simul ~ción numérica

1. Modelos y sistemas - Curso introductorio2. Análisis numérico avanzadoc3. Dinámica de fluidos computacional

, .

UNIVERSIDAD DE BUE OS AIRESArea Control

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1. Tópic s de control lineal avanzado2. Simule ción de sistemas de control3. Contr I digital

MÓDULOAVA

Area Simulacióll Numérica

1 M ,l. . I. ecar IIca cornputaciona2. MOdel:os y sistemas - Curso avanzado3. Simuló'ción numérica en Hidráulica Ambiental4. Simul. ción de VLSI5. Mode ización de Procesos Industriales mediante técnicas computacionales

Area Control

1. Contrbl no lineal2. Diseño Robusto de Sistemas de Control3. Sisternas digitales de Control de Procesos4. Identi 'icación y Control Adaptativo

CONTENIDOS MINIMOS

Modelos Sist 3mas - Curso introductorio

1. Sistemas y nade los2. Breve repaso de estadística3. Modelos co nputacionales4. Técnicas p ra generación de números pseudoaleatorios5. Modelizaci' n de sistemas económicos6 ..Modelos en ingeniería determinísticos y estocásticos

Análisis numéico avanzado

1. Cálculo de autovalores2. Transforma a de Fourier3. Ecuaciones en derivadas parciales

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UNIVERSIDAD E BUENOS AIRES4. Método e las diferencias finitas5. Método e los elementos finitos6. Método e los elementos de contorno

Dinámica e e fluidos computacional

1. Introducción2. Leyes d J conservación3. Introduc ión a los métodos numéricos de diferencias finitas4. Ecuació de difusión con volúmenes finitos5. Soluciór\ de sistemas de ecuaciones en diferencias6. EcUaCiÓI¡,de convección lineal y difusión con volúmenes finitos7. Proble as con convección no lineal con volúmenes finitos8. Ejemplos ílustratívos de la técnica de volúmenes finitos

Tópicos dE control lineal avanzado

1. Realizaeíones2. Descrip ión matricial MIMO3. Realim ntación de estados y diseño de compensadores

Simulaciórl de sistemas de control

1. Simulación por computadora2. Controladores lógicos programables (PLC's)3. Controládores proporcionallintegrallderivativo (PID's)4..Motores paso a paso5. Sistema s prácticos de instrumentación6. Minipro recto

Control di ¡ital

1. Intecon sxión de sistemas de tiempo continuo y de tiempo discreto2. Diagon iüzaclón3. La tran formada Z4. Control abltidad de sistemas de tiempo discreto5. Realim mtación discreta del vector de estado6. Estima íón discreta del vector de estado7. Introdu .ción a la señal de referencia en el controlador discreto8. Estima lor predidor de orden reducido

, . ....,. "

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UNIVERSIDAD E BUENOS AIRFSMecánica com utacionall

1. Breve irltroducción al cálculo tensarial2. Cinemática de los medios continuos3. Tensior es4. Principi s de conservación5. Relacio es constitutivas6. Formulé' ciones débiles

Modelos Sistemas - Curso avanzadQ

1. Modelo, y simulación2. Númercls pseudoaleatorios3. Variabll~s aleatorias continuas y discretas uni y multivariadas4. Modelo 3 estocásticos5. Reducción de variables6. Análisis de datos y de resultado

Simulaciól~ numérica en hidráulica ambiental

1. La hidráulica y el medio ambiente2. Impactc hidráulico de obras de infraestructura3. Impact I de vertidos de aguas residuales4. Impact I sobre poblaciones de fauna marina

Simulacióll de circuitos de muy alto nivel de integración (VLSE}

1. Introdu .ción2. Teoría :le circuitos3. Modelos de dispositivos4. Técnic IS de álgebra lineal5. Solución de ecuaeiones no lineales. Métodos de Newton aproximados6. Simula .ión transitoria. Esquemas de integración temporal7. Temas de investigación: efectos cuánticos en los dispositivos; efectos de líneas

de tran smisión

Modeliza ión de procesos industriales mediante técnicas computacionales

1. Leyes ie conservación en la mecánica del continuo y el postulado fundamentalde la e ierqia

2. La eeu ición diferencial de conducción de calor3. Progra nas computaciones del MEF4. Modelos de laminación de chapas en caliente

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UNIVERSIDAD DE ~U .NOS AIRES5. Modelos de procesos de tratamiento térmico6. Principios d:~optimización no lineal7. El problema inverso de conducción de calor8. Modelos de transferencia de calor en la solidificación de piezas fundidas9. Modelos de colada continua10.Control de os bancos de enfriamiento de. chapas de acero en un laminador en

caliente11.Aplicación \ la transferencia de calor en altos hornos12.Transferenc,ia de calor por radiación13.Modelos de[calentamiento de cargas en hornos de procesoModelos de operaciones de cucharas de acero liquido

Control No Lin al

1. Cambios no lineales de coordenadas2. Grado relati 103. Forma normal4. Linealizaciób exacta de sistemas con una entrada y una salida5. Sistemas na lineales con múltiples entradas y salidas6. Desacoptarr iento de canales entrada-salida7. Linealizacióh exacta y desacoplamiento8. Modelo de n brazo de robot de juntas rígidas9. Linealizació 1exacta de un brazo de robot de juntas rígidas10.Dinámica d ~los ceros para sistemas con una entrada y una salida11.Dinámica d ~los ceros para sistemas con múltiples entradas y salidas12.Sistemas si, grado relativo13.Sistemas con grado relativo14.Prepocesa ores y postprocesadores para la obtención de grado relativo15.Brazo de robot con una junta elástica16.Reactor co I tinuamente agitado17.Estabilidad18.Estabilizaci)n de sistemas no lineales mediante realimentación de estados19.5eguimient ) de trayectorias20.Estabilizaci )n de sistemas no lineales mediante realimentación de la salida21. Estabilizaci )n y seguimiento de trayectorias en un motor de corriente continua22.Teoría de I variedad centro23.lntroducció t a las perturbaciones singulares

Diseño Robus J de Sistemas de Control

1. Introducció general2. Sistemas uqivariables3!. Loop shaping Multivariable

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES4. Control óptimo en H2 y H_5. Control algebraico

Sistemas die itales de control de rocesos

1. Introducc ón2. Evolució histórica de los sistemas de control3. Introducc ón a los sistemas digitales4. Controla ores lógicos programables (PLC)5. Instrumer tos unilazo basados en microprocesador6. Sistemas de control distrubuido (DCS)7. Comunic ciones8. Sistemasjbasados en PC9. El CRT corno interfase hombre-máquina (MMI)1 O. Transrnis ores inteligentest t.Sisternas industriales abiertos (OIS)12. Sistemas SCADA13.Especific ación y evaluación de sistemas digitales

Identificación control ada tativo

1. Repaso Control Digital2. Repaso Control estocástico3. Modeliza :;ión automática4. Reguladc res clásicos5. Controladores predictivos6. Control CJn modelo de referencia7. Control de mínima varianza8. Control por asignación de polos9. Control difuso10.Equipos comerciales.

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UNIVERSIDAD DE llENOS ..\lRES

6 PERSPECTIVA.

En función (e la expectativa de desarrollar un centro de excelencia en estastemáticas, d ntro de la FIUBA, s encuentra en estudio la posibilidad de implementarun Instituto e Simulación Numérica y Control, en cuyo caso la maestría propuestapasaría a del ender de éste.

7 IMPLEME ~TACION

Durante los dos primeros arios se plantea el objetivo de implementar un mínimo de2 cursos porl cuatrimestre, incluyendo 2 del módulo básico y 2 del avanzado poraño, de mod(1 de garantizar la posibilidad de completar la carrera en 2 años.

A partir del tercer año se implementarán 4 cursos por cuatrimestre, de forma tal depermitir que la carrera pueda desarrollarse en sólo 1 año, oferta especialmenteatractiva pam becarios con residencia permanente fuera del ámbito metropolitano.

8 TíTULO a JE OTORGAEl título que otorqa la Maestría en Simulación Numérica y Control es el de "Magisterde la Univer ,idad de Buenos Aires en Simulación Numérica y Control".