IE0431 — Sistemas de Control

Se introduce el concepto de realimentación aplicado a sistemas de control, los índices de desempeño temporal, la medición de la estabilidad absoluta y relativa de los lazos de control realimentado. Se presentan las técnicas de identificación en lazo cerrado de los modelos de orden reducido para representar el proceso controlado, los métodos gráficos y las reglas para el ajuste de los algoritmos de control a partir de estos, así como la utilización de las herramientas de análisis y diseño de los sistemas de control.

1. Introducción
   • Sistemas de control. Historia, campos de aplicación actual, panorama general de sensorización y actuación (tendencia en dispositivos electrónicos, inalámbricos, biomédicos, industriales, robótica, entre otros).
   • Elementos del sistema de control en lazo abierto y cerrado. Servo control, control regulatorio.
   • Modelado analítico de sistemas: modelo hidráulico de un tanque simple con válvula no lineal.
   • Linealización
   • Característica estática, característica dinámica.
2. Introducción a los sistemas de control en tiempo discreto
   • Elementos básicos de un sistema de control de datos discretos, convertidores analógicos /digital y digital / analógico.
   • Equivalente retenedor-planta.
3. Identificación de modelos en tiempo continuo y discreto
   • Modelos de interés en lazo abierto, modelos de orden reducido a partir de la curva de reacción (métodos de dos y tres puntos).
   • Modelos de interés en lazo cerrado, información crítica (oscilación mantenida, realimentación con relé), modelos de orden reducido a partir de la información crítica.
   • Aproximaciones de tiempo muerto, Padé y reducción del orden del modelo.
   • Modelos para procesos integrantes, inestables y con respuesta inversa.
   • Identification Toolbox Matlab. Método de mínimos cuadrados.
4. Desempeño de los lazos de control
   • Especificaciones de desempeño para diseño en tiempo continuo y discreto (por ejemplo: sobrepaso máximo, tiempos de asentamiento, índices de error integral, esfuerzo de control, error permanente, estabilidad relativa, entre otros).
5. Algoritmos de control en el sistema de control realimentado simple
   • Algoritmos de control on-off con histéresis, PID estándar (paralelo) y serie industrial, reglas de sintonización PID para sistemas autoregulados (breve mención histórica del método Ziegler y Nichols, reglas para PI/PID, servo control y el control regulatorio).
   • Implementación: elección de la acción del controlador usando la ganancia, anti-windup y realización de la acción derivativa. Laboratorio de implementación de un controlador PID con equipo (microcontrolador o similar) y/o simulador.
6. Diseño de sistemas de control realimentado con la técnica del LGR
   • Repaso LGR, efecto de la adicción y cancelación de polos y ceros en tiempo continuo y discreto. Diseño de servo control en tiempo continuo y discreto utilizando el LGR y Sisotool de MATLAB.
7. Ejemplos de control avanzado
   • Control con modelo interno (IMC).
   • Introducción a los observadores. Control con realimentación de estados en tiempo continuo y discreto.
   • Sistemas multivariables (TITO).
   • Otros ejemplos y áreas de control avanzado.

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