Nombre de la asignatura: Control I Créditos: 3 – 2 - 5 Aportación al perfil

• Planear, diseñar, instalar y operar sistemas de control y automatización, usando tecnología de punta.

• Promover y realizar proyectos de investigación y desarrollo tecnológico.

• Adaptar nuevas tecnologías en la mejora de los procesos industriales

• Analizar, diagnosticar y presentar soluciones a problemas relacionados con la calidad de la energía eléctrica.

Objetivo de aprendizaje (competencia específica a desarrollar1):

• Comprender y utilizar los conceptos básicos de control para el

análisis y modelado de sistemas físicos. Competencias previas

• Conocer, comprender y aplicar los conceptos y leyes fundamentales que se emplean en el análisis en estado permanente de circuitos eléctricos excitados con corriente alterna, con apoyo de herramientas de análisis y simulación.

• Modelar la relación existente entre una función desconocida y una variable independiente mediante una ecuación diferencial que describe algún proceso dinámico (crecimiento, decaimiento, mezclas, geométricos, circuitos eléctricos)

• Identificar los diferentes tipos de E.D. ordinarias de primer orden, sus soluciones generales, particulares y singulares e interpretarlas.

• Modelar la relación existente entre una función desconocida y una variable independiente mediante una ecuación diferencial lineal de orden superior que describe algún proceso dinámico (Movimiento vibratorio y circuitos eléctricos)

• Aplicar las leyes de Newton al movimiento de los cuerpos. • Aplicar principios de hidrostática

1 Las competencias específicas, en el plano formativo, se constituyen; es decir, se forman y

desarrollan, con base en distintos niveles de complejidad. Desde niveles básicos definidos en los aprendizajes requeridos, y en las actividades de aprendizaje que al desarrollarlas e integrarlas constituyen las competencias específicas expresadas en los objetivos de aprendizaje y que a través del desarrollo de un conjunto de programas de estudio constituyen las competencias específicas y genéricas expresadas en el perfil profesional de una carrera. En síntesis las competencias específicas a través de un proceso formativo van adquiriendo distintos nieles de complejidad y se van integrando con las competencias genéricas logrando con esto las competencias profesionales.

• Aplicar la Transformada de Laplace como una herramienta útil en la solución de ecuaciones (Movimiento vibratorio y circuitos eléctricos)

• Comprender y aplicar el funcionamiento de amplificadores operacionales para el diseño e implementación de circuitos con amplificadores operacionales.

Temario

• Conceptos básicos de control o Definiciones de: Entrada, salida, planta, sistema, control,

sistema de control, linealización, lazo abierto, lazo cerrado, sistema lineal, sistema no lineal, variable controlada, variable manipulada, histéresis, función de transferencia, diagramas de bloques y flujo de señal.

• Modelado matemático de sistemas físicos.

o Eléctricos o Mecánicos de Traslación y rotación o Hidráulicos o Neumáticos o Función de transferencia y analogías

• Análisis de respuesta en el tiempo

o Definiciones: Respuesta transitoria, respuesta estacionaria,

señales de entrada (impulso unitario, escalón unitario, rampa unitaria)

o Sistema de primer orden o Sistema de segundo orden o Sistemas de orden superior

• Modos de control

o Modos de control: on-off, on-off con brecha diferencial, P, I,

D, PI, PD, PID Sintonización y optimización

• Estabilidad

o Criterio de estabilidad de Routh Hurwitz o Lugar de las raíces

• Análisis de error

o Errores estáticos y dinámicos o Sensibilidad

Definición de las competencias específicas (explicitación de actividades complejas de aprendizaje)

o Buscar y seleccionar información general de conceptos y

definiciones de control. o Comprender las definiciones de los elementos y sistemas básicos

de control. o Buscar y seleccionar información de las leyes del comportamiento

físico de sistemas. o Considerando las definiciones de control y las leyes físicas,

obtener modelos matemáticos de sistemas eléctricos, mecánicos, hidráulicos y neumáticos.

o Establecer la función de transferencia y analogías entre sistemas físicos de diferentes áreas.

o Buscar y seleccionar información de respuesta en el tiempo de diferentes sistemas físicos.

o Conocer e identificar elementos de entrada y salida de sistemas de control en el dominio del tiempo.

o Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de primer orden. o Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de segundo orden. o Obtener la respuesta en el tiempo de sistemas de orden superior. o Relacionar las respuestas en el tiempo de los diferentes sistemas

y encontrar similitudes y diferencias. o Buscar y seleccionar información de los modos de control y

sintonización. o Comprender la contribución de los modos de control y sus

combinaciones en los procesos, así como la selección de los mismos.

o Aplicar técnicas de sintonización y optimización de controladores. o Aplicar las técnicas de estabilidad del criterio de Routh Hurwitz. o Obtener, analizar y aplicar las gráficas del lugar de las raíces de

sistemas de control. o Identificar y obtener los diferentes tipos de errores de un sistema. o Aplicar el concepto de sensibilidad en un sistema. o Aplicar el error obtenido de un sistema para la optimización del

controlador. Sugerencias didácticas transversales para el desarrollo de competencias profesionales

• Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes.

• Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura.

• Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes.

• Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas.

• Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo.

• Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.

• Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de ternimología científico-tecnológica

• Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución.

• Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable.

• Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional.

• Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante.

Prácticas. (Para la integración de Competencias genéricas y específicas integradas).

o Obtención de modelos matemáticos de sistemas físicos con una respuesta a una señal de entrada y verificarlo con un simulador.

o Construcción de circuitos eléctricos con una señal de entrada y obtención de la salida para analizar su respuesta en el tiempo.

o Diseño y construcción de un circuito eléctrico representativo de un controlador y obtención de su salida en forma matemática, simulada y real.

o Identificar y sintonizar un controlador en forma matemática, simulada y real.

Criterios de evaluación:

La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño:

• Exámenes escritos • Reporte de prácticas • Participación en clase y responsabilidad • Tareas