Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
CONTROL II	ING. ELECTRONICA	005/05	4	2c

Docente	Función	Cargo	Dedicación
PETRINO, RICARDO	Prof. Responsable	P.ASO EXC	40 Hs
SPINA, MARCELO CARLOS	Prof. Colaborador	JTP SIM	10 Hs
COMASTRI, CORRADO ASTORRE	Responsable de Práctico	A.1RA SIM	10 Hs

Para completar una visión del Control Automático, se presentan los fundamentos del Control Digital. El curso cubre el uso de Computadoras digitales para el control digital en tiempo real de sistemas dinámicos. En la orientación de la carrera, en Sistemas Digitales, provée las bases teóricas para el tratamiento digital de los problemas de control, principalmente de sistemas lineales invariantes en el tiempo.

Análisis de sistemas de Control en tiempo Discreto. Diseño de Controladores usando las técnicas básadas en las Transformadas y en el Espacio de Estado. Aplicaciones y ejemplos.

1.Introducción al control digital.
Digitalización: sistema contínuo con controlador digital.Método de Euler. Efecto del muestreo.
Análisis en el plano z de sistemas de Control. Muestreo mediante impulsos y retención de datos. Modelo matemático del retenedor de orden cero. Respuesta en frecuencia del Retenedor de Orden cero.
Función de transferencia Discreta de un sistema de primer orden con retardo. Un caso de estudio: control de temperatura del fluido de un tanque.
La función de Transferencia Pulso. Sumatoria de convolución. Análisis de diagramas en bloques para sistemas de datos muestreados. Transformada de Laplace Asterisco.
Función de Transferencia discreta en lazo cerrado de un sistema de control digital.Función de transferencia de un PID digital. Respuesta al escalón de un sistema con un PID.

2.Diseño de sistemas de control.
Correspondencia entre el plano S y el plano Z. Lugar geométrico de Atenuación constante,de tiempo de establecimiento constante, de frecuencia constante y de factor de amortiguamiento constante. Sistema de segundo orden.
Estabilidad de sistemas en lazo cerrado en el plano z. Prueba de estabilidad de Jury. Análisis de estabilidad mediante la transformación bilineal.
Análisis de Respuesta Transitoria y en estado permanente. Error de Estado permanente para entradas escalón unitario, rampa y aceleración. Respuesta a perturbaciones.

3. Diseño basado en el Lugar Geométrico de las Raíces (LGR).
Diagrama del Lugar de las Raíces de los sistemas de Control digital.Efecto del muestreo T sobre las características de la respuesta transitoria. Ejemplos del método de diseño de sistemas de control digital basado en el método del LGR, usando Matlab.

4.Diseño basado en el Método de Respuesta en Frecuencia.
Respuesta de un sistema discreto, lineal, invariante en el tiempo a una entrada sinusoidal. Transformación bilineal y el plano W. Diagramas de Bode. Problema de cuantificación de coeficientes. Respuesta en frecuencia del compensador de adelanto de fase.
Procedimiento de diseño de un controlador digital. Ejemplos de diseño usando Matlab.

5.Diseño de controladores usando un método Analítico.
Objetivos del método. Condiciones de realizabilidad y de estabilidad.Ejemplo.
Controladores de Tiempo Finito (Dead beat). Determinación de la estructura del controlador.Determinación de los parámetros. Análisis de la función de transferencia de lazo cerrado.

6.Controlador PID discreto.
Función de transferencia usando aproximación rectangular y trapezoidal para la parte integral. Pid Modificado. Pid con predictor. Pid de velocidad. Definición de la estructura, tiempo de muestreo y parámetros del PID. Metodología para la obtención de los parámetros. Reglas de ajuste.

7. Análsis en el Espacio de Estado.
Definiciones.Representaciones en el espacio de estado de sistemas en tiempo discreto. Formas canónicas. Soluciones de las ecuaciones de estado en tiempo discreto. Matriz de transferencia.
Estabilidad. Controlabilidad y Observabilidad.

1.Modelos de sistemas discretos.
2. Diseño y Simulación de Controladores digitales, utilizando Matlab: Método basado en el Lugar de la Raíces.
3.Diseño y Simulación de Controladores digitales, utilizando Matlab: Método basado en la Respuesta en Frecuencia.
4.Diseño y Simulación de Controladores digitales, utilizando Matlab: controlador de Tiempo Finito.
5.Diseño y Simulación de Controladores digitales, utilizando Matlab: controlador PID.
6.Estudio y utilización de un controlador universal de procesos, marca novus N1100. Configuración. Entradas Salidas. Control de un sistema térmico con el novus N1100.
Conección en cascada de dos controladores .

Aprobación de 4 parciales.
Aprobación de los trabajos prácticos.
Asistencia al menos al 80 % de las prácticas.

[1] Sistemas de Control en tiempo discreto.Katsuhiko Ogata. Prentice Hall. 1996.
[2] Digital Control System Analysis and Design. Charles L. Phillips, H.Troy Nagle. 1995. US Imports & PHIPEs
[3] Digital Control of Dynamic Systems (3rd Edition).Gene F. Franklin, J.David Powell, Michael Workman. Prentice Hall; 3rd edition. 1997.
[4] Problemas de Ingeniería de Control usando Matlab. Katsuhiko Ogata. Prentice Hall 1999

[1] The Control Handbook. Editor W. Levine. CRC Press-IEEE. 1996.
[2] PID Controllers: Theory, Design, and Tuning. Karl J. Astrom, Tore Hagglund. Publisher: International Society for Measurement and Con; 2nd edition (January 1, 1995) ISBN: 1556175167
[3] Modern Digital Control Systems. Raymond G. Jacquot. Edit. Marcel Dekker inc. 2nd Edition 1995.
[4] Computer-Controlled Systems: Theory and Design, 3e. Karl J. Åström & Bjorn Wittenmark.Prentice Hall, 1997.
[5] Using Matlab to Analyze and Design Control Systems.

Describir y analizar sistemas de control en tiempo discreto. Diseño de Controladores digitales. Aplicaciones y ejemplos.
Estudio y utilización de un controlador digital de uso industrial.

Análisis en el plano Z de sistemas de control.
Diseño de controladores digitales, basados en el método del Lugar de las Raíces y de la Respuesta en Frecuencia. Diseños basados en un método Analítico, controladores de Tiempo Finito.
Controlador PID discreto.
Representación de sistemas mediante ecuaciones de estado.
Estudio de un controlador universal comercial y su utilización en una planta de laboratorio.