UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

SILABO

1. IDENTIFICACIÓN: 1.0 Nombre del curso : INGENIERÍA DE CONTROL AUTOMÁTICO II

1.1 Código : 1J308G 1.2 Tipo : Obligatorio. 1.3 Nivel : Pre-grado.

2.0 Escuela Académico Profesional : Ingeniería Electrónica 3.0 Semestre académico : 2014-II 4.0 Ciclo/Año Curricular : VIII Ciclo – Cuarto Año. 5.0 Periodo Cronológico : Septiembre – Diciembre 2014 6.0 Pre – requisito : Ingeniería de Control Automático I 7.0 Profesores :

Mag. Fidel Humberto Andía Guzmán. Ing. Mecánico Electricista.

8.0 Duración : 17 Semanas. 9.0 Número de Créditos : 02 10.0 Número de Horas Clases Semanales : 03

10.1 Clases Teóricas : 01 10.2 Clases Prácticas : 02

11.0 Tipo de Evaluación : “A” 12.0 Local : Pabellón de Aulas FIMEES. 13.0 Horario : TURNO TARDE

DESCRIPCIÓN DIA HORA AULA

TEORÍA/PRÁCTICA MIÉRCOLES 8:00 – 10:30 A.M. 206

II. SUMILLA Diseño de sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces. Diseño de Sistemas de Control mediante la respuesta en frecuencia. Controladores PID y sistemas de control con dos grados de libertad. Análisis de Sistemas de Control en el Espacio de Estados. Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados. Introducción a

Sistemas de Control Digital.

III. OBJETIVOS 1.0 General:

Que el proceso Enseñanza – Aprendizaje permita al estudiante del octavo ciclo de Ingeniería Electrónica, conocer e interpretar los Métodos y Técnicas de Diseño de Sistemas Automáticos de Control Convencional y en el espacio de estados orientado a los procesos.

2.0 Específico Al Finalizar el dictado de la asignatura y con la ayuda de Software de simulación, el estudiante estará en condiciones de: - Usar el análisis de los sistemas en dominio del tiempo y de la frecuencia para el diseño de compensadores

y controladores automáticos. - Usar las técnicas del análisis con variables de estado para diseñar sistemas automáticos de control y las

consideraciones para el Control Óptimo.

- Conocer las consideraciones básicas para el análisis de sistemas de control en tiempo discreto

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IV. CRONOGRAMA.

SEMANA FECHA CONTENIDO

01 Del 01 al 05 de Septiembre Introducción del Curso. Análisis de la respuesta de sistemas de control en dominio de frecuencia

02 Del 08 al 12 de Septiembre Diseño de Sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces.

03 Del 15 al 19 de Septiembre Diseño de Sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces. (1º Práctica Calificada)

04 Del 22 al 26 de Septiembre Diseño de Sistemas de Control mediante la respuesta en frecuencia.

05 Del 29 de Septiembre al 03 de Octubre Acciones Básicas de Control y Controladores Automáticos Industriales.

06 Del 06 al 10 de Octubre Controladores Automáticos Industriales.

07 Del 13 de al 17 de Octubre Seminario (2º Práctica Calificada)

08 Del 20 al 24 de Octubre Primer Examen Parcial

09 Del 27 al 31 de Octubre Análisis de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.

10 Del 03 al 07 de Noviembre Análisis de Sistemas de Control en el Espacio de Estados. (3º Práctica Calificada)

11 Del 10 al 14 de Noviembre Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.

12 Del 17 al 21 de Noviembre Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados. (4º Práctica Calificada)

13 Del 24 al 28 de Noviembre Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.

14 Del 01 al 05 de Diciembre Introducción a sistemas de control en tiempo discreto.

15 Del 08 al 12 de Diciembre Seminario. (5º Práctica Calificada)

16 Del 15 al 19 de Diciembre Segundo Examen Parcial

17 Del 05 al 09 de Enero Examen Sustitutorio

V. METODOLOGÍA:

Las clases serán de carácter Expositivas en lo que se refiere a la teoría del curso. En la Práctica se desarrollarán Ejercicios y Problemas Propuestos, combinados con Trabajos Monográficos y Soluciones con ayuda del software MATLAB. Se implementará un sistema enseñanza aprendizaje- investigación por parte de los alumnos.

VI. MEDIOS Y MATERIALES DE ENSEÑANZA.

Se requerirá en lo posible Medios Audiovisuales y los convencionales (Pizarra acrílica y materiales necesarios). Uso del Laboratorio o Centro de Cómputo con Software MATLAB (Mínimo tres sesiones).

VII. SISTEMA DE EVALUACIÓN: Es permanente e integral en función de los objetivos planteados. Para el promedio final intervienen tres promedios parciales: un promedio de Exámenes Parciales que tiene peso 3, un Promedio de Prácticas que tiene peso 3 y un Promedio de Evaluaciones Permanentes que tiene peso 1. El promedio final se obtiene sumando las notas parciales anteriores, dividido entre siete; siendo la nota mínima aprobatoria Once. Sólo en el promedio final se redondea la fracción decimal mayor o igual a 0.5 al entero inmediato a favor del alumno. Los promedios parciales no se redondean.

7.1 De las Prácticas.- Durante el Semestre Académico se rendirán como máximo (05) Prácticas Calificadas, de las cuales se eliminarán 1/3 del total, las que registren las notas más bajas; con las restantes se obtendrá el promedio de prácticas.

7.2 De la Evaluación Permanente.- En la escala valorativa de 0 a 20, los componentes programados de la evaluación permanente tienen el peso

evaluativo siguiente:

3

DESCRIPCIÓN Peso

Asistencia y Puntualidad (AS) 6

Trabajos Domiciliarios (TD) 3

Intervenciones Orales, Visitas Técnicas (IO) 2

El Reglamento General de Evaluación establece que la asistencia es obligatoria; no obstante para efecto de la asignatura, el puntaje por asistencia se obtiene por la fórmula:

Dos tardanzas equivalen a una falta o inasistencia. Sólo se permite justificar hasta dos (02) inasistencias y por autorización expresa del Director de Escuela.

Trabajos Domiciliarios: Por cada capítulo se entrega un listado de problemas que resolver y entregar en la semana siguiente, no aceptan entregas en semanas posteriores a la indicada. El máximo puntaje se logra si entrega cuatro (04) trabajos domiciliarios.

Intervenciones: El máximo puntaje se logra si ha realizado por lo menos tres (03) intervenciones, consultas, sustentación de sus trabajos domiciliarios o asistencia a eventos académicos de la especialidad. La participación en por lo menos una (01) visita técnica equivale a dos (02) intervenciones o equivalentes.

El puntaje final de la Evaluación Permanente (PEP), se obtiene mediante la siguiente fórmula.

𝑃𝐸𝑃 = 6𝐴𝑆 + 3𝑇𝐷 + 2𝐼𝑂

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VIII. CONTENIDO DEL CURSO:

PRIMERA SEMANA: Introducción.- Análisis de la respuesta de sistemas de control en dominio de frecuencia.- Diagramas de Nyquist – Criterio de la Estabilidad de Nyquist – Estabilidad Relativa – Margen de Ganancia – Margen de Fase – ancho de banda, frecuencia y pico de resonancia – Comandos de MATLAB. Problemas.

SEGUNDA SEMANA. Diseño de Sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces.- Introducción; Consideraciones preliminares de diseño; Compensación de adelanto; compensación de retardo.- Problemas.

TERCERA SEMANA: Diseño de Sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces.- Compensación de retardo – adelanto; compensación paralela.- Problemas. (Primera Práctica Calificada).

CUARTA SEMANA: Diseño de Sistemas de Control mediante la respuesta en frecuencia.- Compensación de adelanto – compensación de retardo – Compensación de retardo-adelanto – Problemas.

QUINTA SEMANA: Diseño de Controladores Automáticos Industriales.- Acciones básicas de control ON-OFF, Proporcional, Integral y Derivativo.- Diseño con el controlador Proporcional y Derivativo (PD).- Diseño con el controlador Proporcional e Integral (PI) – Problemas.

SEXTA SEMANA: Diseño de Controladores Automáticos Industriales.- Diseño con el controlador Proporcional, Integral y Derivativo (PID) – Reglas de sintonización o afinación para controladores PID.- Métodos computacionales de diseño; modificaciones de los esquemas de control PID; control con dos grados de libertad; método de asignación de ceros para mejorar las características de respuesta.- Problemas.

SÉPTIMA SEMANA: Seminario (Segunda Práctica Calificada).

OCTAVA SEMANA: Primer Examen Parcial.

SemestreelduranteSesionesN

xSesionesasAsistenciaNAsistenciadePuntaje

º

20º

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NOVENA SEMANA: Análisis de Sistemas de Control en el Espacio de Estados. Introducción.- Representación de sistemas definidos por la función de transferencia.- Transformación de modelos con MATLAB.- Problemas.

DÉCIMA SEMANA: Análisis de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.- Análisis y solución matricial; Controlabili dad ; Observabilidad.- Problemas. (Tercera Práctica Calificada)

DÉCIMO PRIMERA SEMANA: Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.- Introducción; asignación de polos y solución de problemas con MATLAB; diseño de servo-sistemas. Problemas.

DÉCIMO SEGUNDA SEMANA: Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.- Observadores de Estado; Diseño de sistemas reguladores

con observadores.- Problemas.

(Cuarta Práctica Calificada).

DÉCIMO TERCERA SEMANA: Diseño de Sistemas de Control en el Espacio de Estados.- diseño de sistemas de control con observadores; sistema

regulador óptimo cuadrático.- Problemas.

DÉCIMO CUARTA SEMANA: Introducción a sistemas de control digital.- Elementos básicos y ventajas de los sistemas de control de datos discretos. -

Ejemplos de sistemas de control digital y discretos.

DÉCIMO QUINTA SEMANA: Seminario (Quinta Práctica Calificada)

DÉCIMO SEXTA SEMANA: Segundo Examen Parcial

DÉCIMO SÉTIMA SEMANA: Examen Sustitutorio.

IX. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

1.0 KATSUHIKO OGATA : Ingeniería de Control Moderna – Quinta Edición en Español. Pearson Educación S.A. Madrid, 2010.

2.0 R. DORF and R. BISHOP: Modern Control Systems – Twelfth Edition – Prentice Hall Pearson. 2011. Edición Digital.

3.0 KATSUHIKO OGATA : Sistemas de control en tiempo discreto. Segunda edición. Prentice-Hall Hispanoamericana S.A. 1996

4.0 KATSUHIKO OGATA : Problemas de Ingeniería de Control utilizando MATLAB. Primera edición. Prentice-Hall Iberia. Madrid 1999

5.0 RICHARD C. DORF : Sistema de Modernos de Control. Teoría y Práctica-Segunda Edición en español. Addison-Wesley Iberoamericana S.A. 1989.

6.0 BENJAMIN C. KUO : Sistemas de Control Automático - Sétima Edición en Español. Prentice – Hill Hispanoamericana, S.A. 1996.

7.0 GÓMEZ-E., F y ARACIL, J.: Apuntes de Regulación Automática Ingeniería Electrónica. Alfaomega Editores.

Bogotá, 2011. 8.0 GIL N. J y RUBIO D. A.: Fundamentos de Control Automático de Sistemas Continuos y Muestreados. Universidad de Navarra. Editorial UNICOPIA; San Sebastián España, 2010. 9.0 FIDEL ANDÍA G. : Apuntes de Clase

.................................................................................. .............................................................................. Ing. Fidel Humberto Andía Guzmán Ing. Profesor del Curso. Jefe del Departamento Académico