ISBN 978-612-5225-14-6

Reseña

La asignatura de Ingeniería de Control 4M06106 es fundamental para comprender cómo diseñar, analizar y optimizar sistemas de control que se encuentran en una amplia variedad de aplicaciones industriales, automotrices, aeroespaciales y de automatización en general. A través de esta guía de prácticas, los estudiantes tendrán la oportunidad de aplicar conceptos teóricos en situaciones reales, utilizando herramientas computacionales y metodologías modernas para evaluar la estabilidad, respuesta y desempeño de diferentes sistemas de control.
El objetivo principal de estas prácticas es fortalecer las habilidades en el análisis y diseño de controladores, familiarizándose con técnicas como el lugar de raíces, diagramas de Bode y el uso de software especializado como MATLAB y Simulink. De esta manera, los estudiantes podrán desarrollar una visión integral y práctica que les permita afrontar desafíos reales en el campo de la ingeniería de control, promoviendo un aprendizaje activo, crítico y aplicado. Para la primera fase del curso se realizan las siguientes prácticas:
Práctica 1: Introducción a MATLAB
En esta práctica se hace el curso online de MATLAB onramp, que contiene ejercicios de vectores, matrices, polinomios, graficas en 2 dimensiones.
Práctica 2: Introducción a SIMULINK
En esta práctica se hace el curso online de Simulink onramp, que contiene conceptos básicos de Simulink; es decir manejo del uso de bloques y señales, la inspección de señales durante la simulación, la creación de algoritmos básicos con operadores matemáticos y lógicos, y cómo acceder a la ayuda de la documentación.

Practica 3: Función de transferencia
En esta práctica se trabaja con MATLAB y las funciones para sistemas de control como tf, step, initial. Se explica como ingresar la función de transferencia al MATLAB.
Práctica 4: Introducción a SIMSCAPE parte 1
En esta práctica se hace el curso Simscape onramp, que contiene ejercicios de sistemas mecánicos, eléctricos, sensores mecánicos eléctricos y el trabajo que se puede hacer entre Simulink y Simscape con sus convertidores.
Práctica 5: Introducción a SIMSCAPE parte 2
En esta práctica se trabaja con Simscape problemas de alto nivel, como un sistema hidráulico, se obtiene la función de transferencia con solo el diagrama de bloques en Simscape.
Para la segunda fase se tienen las siguientes prácticas:
Práctica 6: Análisis de la respuesta transitoria y estacionaria
En esta práctica se analizan los sistemas de orden 1 y de orden 2, se ve el efecto de variar la amortiguación y la constante de tiempo.
Práctica 7: Análisis de estabilidad por Routh
En esta práctica se estudia el tema de estabilidad con dos criterios, el criterio de Routh que es muy conocido y con el método de Hurwitz que se basa en determinantes.
Práctica 8: Lugar de raíces
En esta práctica se hacen ejercicios de lugar de raíces, se calcula el valor de K conociendo el valor del polo, se grafica el lugar de las raíces con la función rlocus.


Práctica 9: App Control System Designer de Matlab
En esta práctica se trabaja con una App muy útil que antes era conocida como el toolbox sisotool. Esta App nos permite ver el efecto de agregar polos y ceros a un sistema dado.
Práctica 10: Conociendo tinkercad.
Para entrar en el uso de hardware en el curso, en esta práctica se trabaja con un software libre llamado tinkercad que nos permite programar en lenguaje C un microcontrolador. También permite agregar sensores y actuadores para hacer el lazo de control.
Para la fase 3 se proponen las siguientes prácticas:
Práctica 11: Implementación de un controlador analógico
No se usa mucho en la industria, pero también existen los controladores analógicos. En esta práctica se implementa un compensador de adelanto usando opam y también un controlador PI.
Practica 12: Sistema de primer orden con Arduino y Simulink
En esta práctica ya se entra en el uso de hardware y software, se trabaja con un circuito R-C para ver su respuesta temporal y su curva característica como sistema de orden 1.
Practica 13: Sistema de segundo orden con Arduino y Simulink
En esta práctica se continua con en el uso de hardware y software, se trabaja con un circuito R-L - C para ver su respuesta temporal y su curva característica como sistema de orden 2.
Práctica 14: Sintonización PID por Ziegler-Nichols, aplicado a la hidráulica proporcional
Con el software Fluidsim se pueden simular sistemas neumáticos e hidráulicos. En este software también se puede hacer un control PID con unas tarjetas electrónicas. Entonces se plantea hacer un control PID sintonizando sus parámetros por Ziegler – Nicholls.