Contenidos del Curso.
INTRODUCCIÓN AL CONTROL APLICADO.
1)- Diseño de compensadores con componentes no ideales. Principales factores de divergencia respecto del paradigma AOV. Modelación de amplificadores operacionales de tensión empleando cuadripolos. Implicancias en lel diseño de funciones de compensación en el dominio frecuencial. Diseño de controladores industriales tipo PID analógicos de parámetros variables. Criterio de optimación basado en la respuesta frecuencial. Ejercicios de cálculo.
2)- Introducción a los sistemas dinámicos no lineales invariantes en el tiempo. Análisis de sistemas dinámicos con alinealidades en el dominio frecuencial: Método de la función descriptiva. Ejercicios de cálculo de la función descriptiva y su empleo en la determinación de estabilidad de sistemas realimentados. Problema integrador. Demostración de laboratorio: oscilador de rotación de fase. Análisis de sistemas dinámicos de segundo orden en el espacio de estados: Método del plano de fase. Análisis de sistemas lineales y alineales en el plano de fase. Convergencia por regiones. Linealización en entornos de operación. Operador Jacobiano. Ejercicios de cálculo. Uso de SimuLink en la evaluación de ciclos límite (Guía N°3 - Prob.N°6). Demostración de laboratorio.
3)- Transductores como elementos de control de parámetros físicos. Medición de velocidad / posición angular: discos ranurados, codificadores ópticos/capacitivos, magnéticos. Medición de temperatura: sensores integrados, termocuplas, de radiación, RTD, NTC y PTC. Medición de deformación: strain gauges. Transducción intermedia: ejemplo de la medición de presión en gases. Instrumentación industrial. Sensores 4-20mA. Buses de campo.
PROYECTO: DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL DE TEMPERATURA.
Modelización de sistemas térmicos. Analogías. Problema del retardo. Ensayo y determinación de parámetros de sistemas térmicos. Calefactores y celdas Peltier. Variación de la potencia aplicada por métodos continuos, cuasi-continuos, on-off o por modulación del ciclo de trabajo. Simulación numérica de la respuesta temporal. Mejoramiento de la performance: autoajuste de la compensación. Modelación no lineal con dos constantes de tiempo.
Práctica de laboratorio: Ensayo de un sistema térmico.
SISTEMAS DE SINCRONISMO
Estudio de la problemática del sincronismo en redes eléctricas débiles y/o fuertemente distorsionadas. Análisis del PLL clásico. Limitaciones del PLL basado en el 4046. Propuesta de nuevos enfoques de sincronización basados en transformaciones de marco referencial (coordenadas sincrónicas). Diseño, simulación, construcción y medición de un lazo de enganche de fase analógico y digital.
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE CONVERTIDORES DE POTENCIA DC/DC.
Caracterización de componentes empleados en convertidores de potencia. Uso de semiconductores en modo de conmutación. Características dinámicas y estáticas. Estructuras de conversión DC/DC básicas: forward, boost, flyback. Topologías de mayor orden: Cùk, Sepic, buck-boost. Topologías derivadas con transformador de aislación Relación de conversión de gran señal. Conducción continua y discontinua. Control por PWM a frecuencia fija. Modelo de promediación de estados. Introducción al control en modo corriente pico. Simulación de un modelo de convertidor Boost. Demostración de laboratorio: convertidor tipo buck de alta frecuencia sin aislación galvánica.
PROYECTO: CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES DC.
Estudio elemental del motor DC: características con excitación independiente. Modelo de transferencia del motor DC: bump test. Especificaciones de performance del lazo de control. Control SISO en doble lazo con sensado de velocidad directo y limitación de cupla.
PROYECTO: LEVITADOR MAGNÉTICO.
Análisis dinámico y modelización aproximada del problema de control. Definición de un estimador simplificado. Cálculo de los elementos. Compensación por lugar de raíces.