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Timestamp: 2017-09-21 21:23:41+00:00

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Código: M0613
Última Actualización de la Asignatura: 03/03/2016
Sr/aBellemur, Nelson Danilo
Comprender y adquirir un método de estudio que permita el análisis de sistemas, conocidos o no, incompletamente descriptos o donde faltan datos.·Entender y aplicar el método del espacio de estados para el modelado y estudio de sistemas dinámicos.·Adquirir los fundamentos de resolución de modelos de sistemas dinámicos por métodos analíticos, y por medio de la simulación por computadora.Conocer los fundamentos y el lenguaje del control automático y automatización.
En la materia Análisis de Sistemas se estudia el comportamiento y características de los sistemas dinámicos. El concepto de sistema que se reconoce en esta materia es el de un conjunto de elementos reunidos con uno o varios fines, y cuyas partes componentes -subsistemas- tienen algún tipo de relaciones -orden-, que tiende al cumplimiento de esos fines. Dinámico es todo sistema que varía de alguna manera en el tiempo; por lo tanto desde algún punto de vista, todos los sistemas son dinámicos. Este estudio de los sistemas dinámicos, se realiza en dos partes:Parte 1: Modelado de sistemas: A partir del sistema real a analizar, se deben plantear las hipótesis simplificativas, reconocer los componentes y su comportamiento dinámico o estático, aplicar leyes fundamentales, y obtener un modelo matemático de los sistemas. En esta materia, ese modelo se realiza en el espacio de estados, formalizándose a través de las ecuaciones de estado.Parte 2: Resolución de los modelos: Se resuelven las ecuaciones que constituyen los modelos desarrollados en la parte 1, para observar el comportamiento dinámico de los sistemas (representado por la evolución de las variables de estado en función -del tiempo). Se realiza la resolución numérica por computadora (simulación), válida para cualquier tipo de modelo, y la resolución analítica, válida solo para modelos lineales, con auxilio de software específico para matemáticas y control.Introducción al control y automatización: Se presentan los fundamentos del control de procesos continuos y automatización, con apoyo de ejemplos de aplicación.Esta materia presenta la característica de ser completamente integrada; para entender una parte, hay que haber entendido las anteriores.
1.- Modelado de sistemas en el espacio de estados:Introducción. Teoría General de los Sistemas (TGS): Necesidad y objetivos de la teoría. Método de la TGS. Concepto de sistema. Sistemas cerrados y abiertos, dinámicos y estáticos. Causalidad. Demora. Grados de sistemidad. Modelos: tipos, modelos formales, simplificación, representación: Diagramas de causa-efecto, diagramas de bloques.Retroalimentación. Variables y vectores de estado. Análisis de sistemas energéticos. Propuesta de Paynter. Analogías. Ecuaciones de balance y estado. Espacio de estados. Estabilidad. Linealización.
2.1	Resolución de los modelos:Resolución numérica: Simulación de sistemas por computadora. Conceptos básicos. Análisis de la estabilidad mediante recursos gráficos. Utilización de programas para simulación dinámica. Informe técnico.Resolución analítica: Ssistemas libres y forzados. Autovalores y autovectores. Patrones de respuesta temporal y en el espacio de estados. Transformada de Laplace. Teoremas del valor inicial y final. Solución de la ecuación vectorial de estado en el dominio de Laplace. Funciones de transferencia. Obtención de la respuesta forzada mediante la función de transferencia. Identificación de sistemas. Observabilidad y controlabilidad.
2.2	Introducción al control y automatización:Introducción al control. Clasificación de sistemas de control. Control retroalimentado. Ejemplos. Control de dos posiciones. Algoritmo PID continuo y discreto.Generalidades sobre industrias manufactureras. Tipos de procesos. Clasificación. Introducción a la automatización industrial. Tipos. Control jerárquico.
[1] Auslander, D.; Takahashi, Y. y Rabins, M.: Introducción a Sistemas y Control. Mc Graw?Hill, México (1976). Cap. 1 a 3, 5 y 6.
[2] Ogata, Katsuhiko: Dinámica de Sistemas. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. Naucalpán de Juárez. (1987).
[3] Ogata, Katsuhiko: Problemas de Ingeniería de Control Utilizando Matlab: un enfoque práctico. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. Madrid. (1988).
[4] Guías de estudio, de trabajos prácticos y apuntes, preparados por el personal de la cátedra.
Complementaria y de consulta:
[5] Kuo, Benjamín C.: Sistemas de Control Automático. 7ma Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. Naucalpán de Juárez. (1996).
[6] Ogata, Katsuhiko: Ingeniería de Control Moderna. 2da. edición. Prentice?Hall Hispanoamericana. México. (1993).
[7] Smith, Carlos A.; Corripio, Armando B.: Control Automático de Procesos. Ed. Limusa. México. (1991).
Durante todo el curso se modelarán y resolverán sistemas dinámicos en diversos campos del cono-cimiento, que comprenden: Sistemas mecánicos, químicos, hidráulicos, neumáticos, térmicos, ecoló-gicos, de población y económicos.Gabinetes: Clases teórico-prácticas, con resolución de problemas tipo, sin informes; y prácticas con presentación de informe escrito (problemas resueltos).Laboratorios: Utilización de la computadora para la simulación de sistemas y solución analítica de las ecuaciones de estado. Con presentación de informes escritos.
El curso es esencialmente teórico-práctico. La parte teórica consiste en clases participativas con apoyo de transparencias y/o diapositivas. Los alumnos deben estudiar los temas de la bibliografía básica con antelación, para mejorar el aprovechamiento de las mismas. También disponen de copias del material presentado, minimizando la necesidad de tomar apuntes. Durante estas clases, se desarrollan en el pizarrón parte de los problemas típicos, que se seguirán tratando en las prácticas. En éstas, los alumnos deben resolver problemas, con apoyo de los docentes, y se proponen otros como ejercicios. Además, en estos horarios se responden las consultas sobre prácticas anteriores. En los laboratorios se emplean herramientas de software de última generación para el modelado y análisis de los problemas. Antes de cada evaluación, se ofrecen una o dos clases de repaso general de los temas comprendidos en el examen.
Los trabajos prácticos se evalúan como aprobado/no aprobado. Cada alumno debe aprobar todos. Se toman dos exámenes parciales, cada uno correspondiente a una parte de la materia, que son esencialmente conceptuales; Se pide la aplicación de conceptos discutidos a problemas ya resueltos por los alumnos, y a situaciones nuevas. Se procura que el desarrollo matemático a aplicar sea mínimo. Debido a la característica integrada de los contenidos, el segundo parcial incluye el repaso del primero. La corrección es escrita, con evaluación complementaria oral para los dudosos. Los exámenes se rinden en forma escrita, y se corrigen en forma individual y oral, junto con el alumno.La implementación de las pruebas se ajustará en un todo de acuerdo a la Ordenanza Nº 028/02.
Apuntes complementarios:-Introducción a la materia. 1995.-Introducción a la teoría general de los sistemas. 1995.-Análisis de sistemas en el espacio de estados 1995.-Diagramas de Bloques. 1994. Actualizado 1998.-Ecuaciones de Balance y Estado. 1999. Actualizado 2000.-Simulación de Sistemas por Computadora. 1990. Actualizado 1994.-Resolución de sistemas con auxilio de la computadora-simulación. 1999. (Reemplaza a:-Guía de uso de Tutsim. 1995.)-Resolución analítica de sistemas (Resolución analítica de la ecuación de estado vectorial estacionaria usando Matlab) 1999.-Introducción a la Automatización. 1998.

References: resolución 
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