299006-guia integrada de actividades academicas-i-2015 v2.pdf

1

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Programa: Ingeniería Electrónica

Curso: Control Digital Código: 299006

Guía Integrada de Actividades

Contexto de la estrategia de aprendizaje a desarrollar en el curso: En la estrategia de aprendizaje basado en proyectos (ABPr) los participantes trabajan individual y colaborativamente un tema de interés con la posibilidad de acceder a información actualizada y referencia bibliográfica para apoyar el aprendizaje. El curso es de carácter metodológico y se compone de dos (2) créditos. Está dividido en dos (2) unidades, se realizara una actividad de reconocimiento, mas, en cada unidad se desarrollaran dos fases, la primera correspondiente a la parte teórica (individual) y la segunda a la parte práctica (colaborativa), esto para ejecutarse en un tiempo de dieciséis (16) semanas.

Temáticas a desarrollar: Actividad de reconocimiento – El estudiante identifica y describe los componentes de un sistema de control digital.

Número de semanas: Dos (2) Fecha: Febrero 2 de 2015 a Febrero 15 de 2015

Momento de evaluación: Inicial Entorno: Aprendizaje practico

Fase de la estrategia de aprendizaje: Fase inicial

Actividad individual Productos académicos y ponderación

de la actividad individual Actividad colaborativa*

Productos académicos y ponderación de la actividad colaborativa

Cada integrante del grupo

realizara una breve

presentación personal,

actualiza la foto del perfil,

nombra el centro de la UNAD

en el que está inscrito y los

datos para comunicarse con

el grupo colaborativo.

Tomando como base los

contenidos del curso ubicados

en el entorno de

conocimiento, el estudiante

realizará un mapa mental

sobre componentes de un

sistema de control digital.

El estudiante de manera individual presenta un documento con los siguientes elementos:

Portada

Introducción

Objetivos

Mapa mental

Conclusiones

Referencias bibliográficas

Formato diligenciado de Autoevaluación (Anexo 2)

Adjunta el documento en formato PDF con el nombre del estudiante y la fase de la estrategia, por ejemplo: jorgevargas-faseinicial.pdf Ponderación: 25 puntos.

2



Temáticas a desarrollar: El estudiante identifica los diferentes tipos de Sistemas de control en tiempo discreto, y desarrolla habilidad en el manejo de un conjunto de herramientas matemáticas que le permitan analizar su comportamiento y aplicación.

Número de semanas: Seis (6) Fecha: Febrero 16 de 2015 a Marzo 29 de 2015

Momento de evaluación: Intermedia Entorno: Aprendizaje Practico y Colaborativo

Fase de la estrategia de aprendizaje: Momento 1 -Sistemas de control digital

Actividad individual Productos académicos y

ponderación de la actividad individual

Actividad colaborativa* Productos académicos y ponderación de la

actividad colaborativa

Fase 1 Cada estudiante leerá y comprenderá los problemas planteados y con la ayuda de las referencias disponibles para la unidad 1 resolverá de forma analítica y práctica los ejercicios propuestos. Ejercicio 1: (a) Encuentre los valores

de y(kT) para k = 0,1,2,3,4, cuando:

(b) Obtenga una solución

en forma de expresión cerrada para y(kT) como una función de k.

Ejercicio 2: Un sistema tiene una respuesta y(kT)


Portada

Introducción

Objetivos

Solución de los problemas planteados

Conclusiones



Adjunta el documento en formato PDF con el nombre del estudiante y la fase de la estrategia, por ejemplo: jorgevargas-fase1.pdf Ponderación: 85 puntos.

Fase 2 Cada uno de los integrantes del grupo de trabajo debe ingresar al foro, presentara una justificación de que herramienta de simulación utilizar y realizara el aporte pertinente para el desarrollo de cada ejercicio, durante el período establecido en la agenda del curso para el desarrollo objetivo de la actividad. El grupo resolverán los problemas y realizaran la simulación en el programa definido por el grupo. Ejercicio 1: Desarrolle un script que convierta las funciones de transferencia de la figura No. 2 del anexo de gráficos en tiempo continuo a sistemas de datos muestreados. Suponga un periodo de muestreo de 1 segundo y un retenedor de orden cero G0(s). Ejercicio 2: La función de transferencia en lazo cerrado de un sistema de datos muestreados está dada por

(a) Calcule la respuesta escalón unitario del

sistema.

El grupo entregara un archivo .ZIP que incluya: 1. Un archivo en formato .PDF con:

Portada

Introducción

Objetivos

Desarrollo de ejercicios propuestos

Conclusiones

Referencias usadas

Formatos diligenciados de Autoevaluación (Anexo 2) por cada integrante y Coevaluación del grupo (Anexo 3).

2. Los archivos .SCE (en caso de usar SCILAB). Los archivos .M (en caso de usar MATLAB®). Al archivo .ZIP se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: Codigodelcurso_NombredelGrupo y debe colgarse en el foro de equipo bajo el tema ENTREGA FINAL FASE 2. Ponderación: 90 puntos.

3



= kT, para k ≥ 0. Encuentre Y(z) para esta respuesta. Ejercicio 3: Encuentre Y(z) cuando T = 0.1 segundos, para la función:

Ejercicio 4: Considere el sistema de datos muestreados en lazo abierto mostrado en la figura No. 1 del anexo de gráficos.

Determine la función de transferencia G(z) cuando el periodo de muestreo es T = 1 segundo.

(b) Suponga un periodo de muestreo = 1 segundo y determine la función de transferencia en tiempo continuo equivalente de .

(c) Calcule la respuesta escalón unitario del sistema continuo (no muestreado), y compare la gráfica con el inciso (a).

Nota: Estudiante que no muestre su desarrollo de la actividad dentro de foro, esto es: que no presente aportes en el foro del grupo de manera pertinente y articulada tendrá una nota total de CERO (0).

4



Temáticas a desarrollar: El estudiante analiza y sintetiza las funciones de transferencia de diferentes sistemas permitiendo la búsqueda de soluciones aplicando las técnicas de diseño y herramientas del curso.

Número de semanas: Seis (6) Fecha: Marzo 30 de 2015 a Mayo 10 de 2015

Momento de evaluación: Intermedia Entorno: Aprendizaje Practico y Colaborativo

Fase de la estrategia de aprendizaje: Momento 2 Diseño de Sistemas de control en tiempo discreto.

Actividad individual Productos académicos y ponderación

de la actividad individual Actividad colaborativa*


Fase 3 Cada estudiante leerá y comprenderá los problemas planteados en la parte 1 y con la ayuda de las referencias disponibles para la unidad 2 resolverá de forma analítica los ejercicios propuestos. Ejercicio 1: El sistema que se muestra en la figura No. 3 del anexo de gráficos ilustra el control por computador de un robot que pulveriza pintura en automóviles. El diagrama de bloques del sistema es el mostrado en la figura No. 4 del anexo de graficos. Donde

Obtenga el compensador D(z) requerido para obtener un margen de fase de 45º. Suponga T = 0.001 segundos.


Portada

Introducción

Objetivos

Solución de los problemas planteados

Conclusiones



Adjunta el documento en formato PDF con el nombre del estudiante y la fase de la estrategia, por ejemplo: jorgevargas-fase3.pdf Ponderación: 85 puntos.

Fase 4 Cada uno de los integrantes del grupo de trabajo debe ingresar al foro, presentara una justificación de que herramienta de simulación utilizar y realizara el aporte pertinente para el desarrollo de cada ejercicio, durante el período establecido en la agenda del curso para el desarrollo objetivo de la actividad. Finalmente el grupo resolverán los problemas y realizaran la simulación en el programa definido por el grupo. Ejercicio 1: Considere el sistema realimentado mostrado en la figura No. 7 del anexo de gráficos. Obtenga el lugar de las raíces y determine el rango de estabilidad para K. Ejercicio 2: Un proceso industrial se representa por la función de transferencia

El grupo entregara un archivo .ZIP que incluya: 1. Un archivo en formato .PDF con:

Portada

Introducción

Objetivos

Desarrollo de ejercicios propuestos

Conclusiones

Referencias usadas

Formatos diligenciados de Autoevaluación (Anexo 2) por cada integrante y Coevaluación del grupo (Anexo 3).

2. Los archivos .SCE (en caso de usar SCILAB). Los archivos .M (en caso de usar MATLAB®). Al archivo .ZIP se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: Codigodelcurso_NombredelGrupo y debe colgarse en el foro de equipo bajo el tema ENTREGA FINAL FASE 4. Ponderación: 90 puntos.

5



Ejercicio 2: En la figura No. 5 del anexo de gráficos se ilustra la función de transferencia pulso de un sistema. Con T = 0.01 segundos y = 0.008 segundos. (a) Encuentre K de tal manera que el sobreimpulso sea menor que 40%. (b) Determine el error en estado estacionario en respuesta a una entrada rampa unitaria. (c) Determine K para minimizar la integral del cuadrado del error. Ejercicio 3: La ecuación de un sistema muestreado es

Encuentra el rango de estabilidad para K. Ejercicio 4: Un sistema con realimentación unitaria, como el que se muestra en la figura No. 6 del anexo de gráficos, tiene una planta

Con T = 0.5. Determine si el sistema es estable cuando K = 5. Determine el máximo valor de K para mantener la estabilidad.

El objetivo es utilizar un computador digital para mejorar el rendimiento, donde la función de transferencia del computador se representa por D(z). Las especificaciones de diseño son: (1) margen de fase mayor que 45º, y (2) tiempo de establecimiento (con criterio del 2%) menor que 1 segundo.

(a) Diseñe un controlador

para alcanzar las especificaciones de diseño. (b) Suponiendo un tiempo de muestreo T = 0.02 segundos, convierta a D (c) Simule el sistema en tiempo continuo en lazo cerrado con una entrada escalón unitario. (d) Simule el sistema de datos muestreados en lazo cerrado con una entrada escalón unitario. (e) Compare y comente los resultados de los incisos (c) y (d). Nota: Estudiante que no muestre su desarrollo de la actividad dentro de foro, esto es: que no presente aportes en el foro del grupo de manera pertinente y articulada tendrá una nota total de CERO (0).

6



Evaluación final por POA en relación con la estrategia de aprendizaje: El estudiante analiza los problemas planteados y teóricamente a través de métodos matemáticos establecen la solución adecuada, además de corroborar con simulación el comportamiento del sistema mediante las herramientas de software de modelamiento matemático.

Número de semanas: Dos (2) Fecha: Mayo 11 de 2015 a Mayo 24 de 2015

Momento de evaluación: Final Entorno: Aprendizaje Practico y Colaborativo

Actividad individual Productos académicos y ponderación de

la actividad individual Actividad colaborativa*


Cada uno de los integrantes del grupo de trabajo debe ingresar permanentemente y realizar aportes en este espacio (Foro: Aportes al Proyecto Final) durante el período establecido en la agenda del curso para el desarrollo objetivo de la actividad. Actividad Teórica: Ejercicios que deberán ser desarrollados de forma analítica por cada uno de los estudiantes del grupo colaborativo. Cada estudiante debe realizar al menos un aporte significativo por cada ejercicio propuesto en el tema denominado Aportes al proyecto final. Para el desarrollo de la primera actividad se propone de la figura No. 8 del anexo de gráficos. Ejercicio 1: Suponga que la función de transferencia de la planta es:

El trabajo consiste de dos actividades (una teórica y una práctica), con una sola entrega. El archivo final debe estar comprimido y se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: Codigodelcurso_NombredelGrupo y debe colgarse en el foro de equipo bajo el tema ENTREGA FINAL DEL PROYECTO. El archivo .ZIP debe incluir:

1. Un archivo en formato .PDF con el desarrollo detallado de la situación propuesta. Debe incluir Portada, Introducción, objetivos, desarrollo de los ejercicios, conclusiones, referencias bibliográficas usadas y los formatos diligenciados de Autoevaluación (Anexo 2) por cada integrante y Coevaluación del grupo (Anexo 3).

2. Los archivos .SCE (en caso de usar SCILAB). Los archivos .M (en caso de usar MATLAB®).

7



(a) Calcule la constante de error de posición , el error en estado estacionario ante una entrada escalón unitario y el tiempo de establecimiento para la función de transferencia de la planta discretizada sin controlador en lazo cerrado. (b) Diseñe un controlador PID digital para que el sistema en lazo cerrado tenga un sobreimpulso máximo de 20% y un tiempo de establecimiento menor de 2 segundos. Suponga que el tiempo de muestreo es = 0.1 seg. Ejercicio 2: Suponga que la función de transferencia de la planta es:

(a) Calcule la constante de error de velocidad , el error en estado estacionario ante una entrada escalón unitario para la función de transferencia de la planta discretizada sin controlador en lazo cerrado; y el margen de fase para la función de transferencia de la planta discretizada sin controlador en lazo abierto. (b) Diseñe un compensador digital en adelanto-atraso para que el sistema en lazo cerrado tenga un margen de fase de 50º y la constante de error de velocidad sea = 2. Suponga que el tiempo de muestreo es = 0.2 segundos.

Nota: Estudiante que no muestre su desarrollo de la actividad dentro de foro, esto es: que no presente aportes en el foro del grupo de manera pertinente y articulada tendrá una nota total de CERO (0). Los comentarios deben llevar una argumentación válida y de ser necesario estar enmarcados en otros documentos debidamente referenciados. Estas participaciones en el foro deben construir un aporte significativo para dar solución a la propuesta planteada. Ponderación: 125 puntos.

8



Actividad Simulación: Ejercicios que deberán ser desarrollados utilizando la herramienta de software MATLAB®. Cada estudiante debe realizar al menos un aporte significativo por cada ejercicio propuesto en el tema denominado Aportes al proyecto final. Para el desarrollo de la segunda actividad se utilizará el mismo esquema de control de la primera actividad. Ejercicio 1: Con los valores del Ejercicio 1 de la Actividad Teórica, utilice MATLAB® para: (a) Dibujar la respuesta de la planta en lazo cerrado sin controlador ante una entrada escalón unitario ¿Los valores de y corresponden a los encontrados en el inciso (a)? (b) Dibujar la respuesta del sistema con controlador en lazo cerrado ante un escalón unitario. ¿Los valores de tiempo de establecimiento y sobreimpulso corresponden a los encontrados en el inciso (b)? Ejercicio 2: Con los valores del Ejercicio 2 de la Actividad Teórica, utilice MATLAB® para: (a) Dibujar el diagrama de Bode de la planta ¿El margen de fase corresponde al encontrado en el inciso (a)? (b) Dibujar el diagrama de Bode del sistema compensado. ¿El margen de fase corresponde al encontrado en el inciso (b)?

9



*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

De acuerdo a los lineamientos que componen el principio de acción responsable, los estudiantes pueden diseñar un plan de trabajo a partir de la reflexión analítica de la agenda de actividades, el plan de evaluación, las guías y las rubricas entregadas para el desarrollo de cada actividad académica, diseñaran una propuesta para la planeación de su trabajo colaborativo, que responda a la particularidades y necesidades de la estrategia de aprendizaje basa en proyectos, que movilice la estrategia que se va a utilizar.

A cada integrante del equipo se le da una responsabilidad para el cumplimiento de una tarea. Se recomienda crear dentro del equipo de 5 estudiantes un proceso de generación de normas de convivencia al interior del grupo, así como distribuir roles de: (a) Líder: Dinamizador del proceso, quien se preocupa por verificar al interior del equipo que se estén asumiendo las responsabilidades individuales y de grupo, propicia que se mantenga el interés por la actividad. (b) Comunicador: responsable de la comunicación entre el tutor y el equipo. (c) Relator: Responsable de la relatoría de todos los procesos en forma escrita. También es responsable por recopilar y sistematizar la información a entregar al tutor. (d) Utilero: Responsable de conseguir el material y/o las herramientas de acuerdo a las necesidades del equipo para el desarrollo de las actividades y/o procesos. (e) Vigía del Tiempo: Controla el cronograma de tiempo establecido, y es responsable porque el equipo desarrolle las diferentes actividades dentro del tiempo pactado.

Para la entrega de todos los productos solicitados en el curso debe tener presente lo siguiente:

1. Si el estudiante ingresa tres días antes del

cierre de la actividad y/o realizar menos

de tres participaciones en el foro no le

otorgara el puntaje de participación en

trabajo colaborativo.

2. No se reciben trabajos enviados a espacios

diferentes al creado para tal fin.

3. No se calificaran trabajos envidado fuera de la fecha y hora de cierre de las actividades establecidas en la agenda del curso.

10



Recomendaciones por el docente: Hacer la revisión de los contenidos de cada unidad y de los listados de referentes bibliográficos para apoyar el

aprendizaje, elementos multimedia y enlaces de apoyo que fortalecerán las competencias esperadas. Hacer uso de las herramientas de apoyo sincrónico

como el Chat en Línea del curso y de comunicación asincrónica como foros y correos.

Uso de la norma APA, versión 3 en español (Traducción de la versión 6 en inglés) Para mayor información visitar el siguiente link: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/301127/Manual_de_Normas_APA.pdf

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 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/434206/434206/anexo_2_polticas_sobre_el_plagio.html

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/301127/Manual_de_Normas_APA.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/434206/434206/anexo_2_polticas_sobre_el_plagio.html

11



ANEXO DE GRAFICOS

Figura No. 1 (Fase 1 Ejercicio 4)


12





13





14




Figura No. 8 (Proyecto Final Actividad Teórica)

15



Anexo 2 Formato de Autoevaluación Individual

Nombre del estudiante:

Grupo colaborativo

No.____

Valoración Baja

Entre 1 y 5

Valoración Media

Entre 6 y 8

Valoración Alta

Entre 9 y 10

Indicadores

¿Participé activamente en la actividad desde el inicio de la actividad?

¿Solucioné el interrogante asignado con todos los requerimientos?

¿Demostré interés en el proceso?

¿Realicé aportes pertinentes y asertivos que condujeran a la solución del problema?

¿Expresé mis puntos de vista con claridad?

¿Apoyé mis ideas con argumentos?

¿Realicé las actividades asignadas con tiempo suficiente?

Resultado final:

Debe asignarse un puntaje en cada indicador, de acuerdo a la valoración Baja, Media o Alta, con números enteros.

El Resultado Final Debe calcularse así:

Calculando el Promedio de todos los puntajes, sin decimales

16



Anexo – 3 Formato de Coevaluación del grupo

Debe asignarse un puntaje en cada indicador, de acuerdo a la valoración Baja, Media o Alta, con números enteros.

El resultado final debe calcularse, así:

Calculando el Promedio de todos los puntajes, sin decimales

Grupo colaborativo

No.____

Valoración Baja

Entre 1 y 5

Valoración Media

Entre 6 y 8

Valoración Alta Entre 9 y 10

Indicadores

¿Participaron en la actividad Todos los integrantes del grupo colaborativo?

¿Todos los integrantes del grupo colaborativo se manifestaron, desde el inicio de la actividad?

¿Todos los integrantes del grupo colaborativo solucionaron el interrogante asignado?

¿Todos los integrantes del grupo, realizaron aportes pertinentes y asertivos que condujeran a la solución del

problema?

¿Todos los integrantes del grupo realizaron las actividades asignadas con tiempo suficiente (Dentro de

las semanas establecidas)?

¿Todos los integrantes del grupo, tuvieron en cuenta las N-etiquetas, y fueron respetuosos en sus intervenciones?

Resultado final:

299006-guia integrada de actividades academicas-i-2015 v2.pdf

Documents