Sistemas dinamicos

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  • UNIVERSIDADNACIONALABIERTAYADISTANCIA UNADESCUELADECIENCIASBSICAS,TECNOLOGAEINGENIERACONTENIDODIDCTICODELCUSO:201527SISTEMASDINMICOS

    UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

    ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA

    PROGRAMA DE INGENIERA ELECTRNICA

    201527 SISTEMAS DINMICOS

    DIEGO FERNANDO SENDOYA LOSADA Director Nacional

    JAIRO HERNAN LOPEZ BAYONA Acreditador

    NEIVA Julio de 2009

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    ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

    El presente mdulo fue diseado en el ao 2007 por el ingeniero Diego Fernando Sendoya Losada, tutor de la UNAD, y ubicado en el CEAD de Neiva, el ingeniero Sendoya es Ingeniero Electrnico de la Universidad Surcolombiana, especialista en Automatizacin Industrial de la Universidad de Ibagu, y candidato a Master de la misma universidad, se ha desempeado como tutor de la UNAD desde el 2005 hasta el ao 2009 y ha sido catedrtico de diversas universidades del departamento del Huila. El presente mdulo ha tenido dos actualizaciones desarrolladas por el mismo ingeniero Sendoya en los aos 2008 y 2009. El ingeniero Sendoya se desempea actualmente como director del cuso a nivel nacional. En el ao 2009 el ingeniero Jairo Hernn Lpez Bayona, tutor del CEAD Sogamoso, apoy el proceso de revisin de estilo del mdulo y dio aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin de material didctico desarrollado en el mes de JULIO de 2009.

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    INTRODUCCIN El curso de Sistemas Dinmicos es de tipo metodolgico, pertenece al campo de formacin profesional especfico y es ofrecido dentro del portafolio de cursos especficos para el rea profesional del programa de tecnologa e ingeniera electrnica de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Tiene como objetivo principal desarrollar en el estudiante la habilidad para el manejo de un conjunto de herramientas analticas que le permitan modelar y analizar plantas y sistemas de control lineales e invariantes en el tiempo tanto continuo como discreto; todo esto a travs de la estrategia de educacin abierta y a distancia. El curso tiene 2 crditos acadmicos, los cuales comprenden el estudio independiente y el acompaamiento tutorial, con el propsito que el estudiante: Reconozca sistemas dinmicos lineales e invariantes en el tiempo y est en

    capacidad de modelarlos matemticamente para conocer su respuesta a travs de los diagramas obtenidos con un proceso matemtico.

    Pueda analizar la estabilidad de los sistemas de control, a partir de los

    modelos matemticos de los sistemas dinmicos. Comparta sus logros, experiencias y dudas con su tutor y sus compaeros de

    curso, futuros colegas. Desarrolle procesos y habilidades necesarias para su continua formacin en el

    mbito personal, social y profesional. Este curso est compuesto por DOS (2) unidades didcticas, a saber: Unidad 1. Representacin de los Sistemas Dinmicos. Trata en primer lugar, los aspectos introductorios y la terminologa referente al rea de control, en segundo lugar, introduce y refuerza el manejo matemtico necesario para el modelado de los sistemas dinmicos, como lo es la transformada de Laplace y la transformada Z, y en tercer lugar trata las diferentes representaciones que se pueden utilizar para analizar los sistemas dinmicos.

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    Unidad 2. Anlisis de los sistemas dinmicos. Trata los diferentes mtodos de anlisis que se utilizan en control, como son el anlisis en el dominio del tiempo, el anlisis en el dominio de la frecuencia, anlisis mediante el lugar geomtrico de las races y anlisis en el espacio de estados. La metodologa a seguir ser bajo la estrategia de educacin a distancia. Por tal razn, ser importante planificar los procesos de: Estudio Independiente: este se desarrollar a travs del trabajo personal y

    del trabajo en pequeos grupos colaborativos de aprendizaje. Acompaamiento tutorial: corresponde al acompaamiento que el tutor

    realiza al estudiante para potenciar el aprendizaje y la formacin. Este acompaamiento se puede adelantar de forma individual, en pequeos grupos o a nivel de grupo de curso.

    La evaluacin del curso se define como cualitativa - participativa, y mide la calidad de los procesos y productos de aprendizaje. Se evidencia desde las formas de: Autoevaluacin: evaluacin que realiza el estudiante para valorar su propio

    proceso de aprendizaje. Coevaluacin: se realiza a travs de los grupos colaborativos, y pretende la

    socializacin de los resultados del trabajo personal. Heteroevaluacin: Es la valoracin que realiza el tutor del proceso de

    aprendizaje. Otro aspecto a considerar dentro del curso es el sistema de interactividades, el cual vincula a los actores del proceso mediante diversas actividades de aprendizaje que orientan el trabajo de los estudiantes hacia el logro de los objetivos que se pretenden. Se puede dar de la siguiente manera: Tutor-estudiante: a travs del acompaamiento individual. Estudiante-estudiante: mediante la participacin activa en los grupos

    colaborativos de aprendizaje.

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    Estudiantes-tutor: a travs del acompaamiento a los pequeos grupos

    colaborativos de aprendizaje. Tutor-estudiantes: mediante el acompaamiento en grupo de curso Estudiantes-estudiantes: en los procesos de socializacin que se realizan en

    el grupo de curso. Para el desarrollo del curso es importante el papel que juegan los recursos didcticos y tecnolgicos como medio activo e interactivo, buscando la interlocucin durante todo el proceso de dilogo tutor-estudiante. Se tienen diferentes opciones y tecnologas, las cules deben ser empleadas de la mejor forma de acuerdo al espacio, y a los objetivos propuestos en cada curso. Algunas de las ms empleadas, son: Materiales virtuales: Son el soporte fundamental para el curso y para

    favorecer los procesos de aprendizaje autodirigido. Estos contenidos sern publicados en la plataforma virtual de la UNAD.

    Sitios Web: propician el acercamiento al conocimiento, la interaccin y la

    produccin de nuevas dinmicas educativas. Sistemas de interactividades sincrnicas: permite la comunicacin a travs

    de encuentros presnciales directos o de encuentros mediados (Chat, audio conferencias, videoconferencias, tutoras telefnicas).

    Sistemas de interactividades asincrnicas: permite la comunicacin en

    forma diferida favoreciendo la disposicin del tiempo del estudiante para su proceso de aprendizaje (correo electrnico, foros, grupos de discusin, entre otros).

    El acceso a documentos complementarios adquiere una dimensin de suma importancia, en tanto la informacin sobre el tema exige conocimientos de actualidad. En la medida que el estudiante interiorice y aplique los puntos abordados anteriormente, podr obtener los logros propuestos en este curso, as como un

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    aprestamiento en los enfoques de la ingeniera mediante la estrategia de educacin a distancia.

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    INDICE DE CONTENIDO UNIDAD 1.......................................................................................................................................... 14 CAPITULO 1: SISTEMAS DE CONTROL ........................................................................................ 15 INTRODUCCIN............................................................................................................................... 15 Leccin 1: ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL............................................................. 16 1. ELEMENTOS DE CONTROL........................................................................................................ 16 2. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL AUTOMTICO ................................................. 18 3. TIPOS DE VARIABLES................................................................................................................. 21 4. SEALES DE COMUNICACIN .................................................................................................. 23 Leccin 2: SISTEMAS CONTINUOS Y DISCRETOS....................................................................... 24 1. SISTEMAS DE CONTROL CONTINUOS..................................................................................... 24 2. SISTEMAS DE CONTROL DISCRETOS ..................................................................................... 25 3. EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROL ................................................................................. 27 Leccin 3: TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL ............................................................................ 28 1. CONTROL EN LAZO CERRADO ................................................................................................. 29 2. CONTROL EN LAZO ABIERTO.................................................................................................... 29 Leccin 4: EFECTOS DE LA REALIMENTACIN ........................................................................... 30 Leccin 5: MTODOS DE CONTROL ..............