I.A.C.I. Ingeniería en Automatización y Control Industrial
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Docente
                   Marcelo Cendoya
                   
                    
Objetivos
  • Brindar al alumno nociones de sistemas dinámicos. Proveer herramientas para la obtención de modelos matemáticos a partir de los sistemas físicos. Interpretar los distintos tipos de respuestas de sistemas dinámicos. Ayudar a la comprensión de la conversión electromecánica de la energía y del principio de funcionamiento de las distintas máquinas eléctricas.

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  1. Modelos de Sistemas

    1. Sistemas y Modelos: Tipos de modelos matemáticos. Ejemplos de modelos. Seņales de entrada, salida y perturbación. Descripción mediante ecuaciones diferenciales. El concepto de estado. Modelos en el espacio de estado. Modelos de tiempo continuo y discreto. Modelos en el dominio de la frecuencia compleja. Función de transferencia. Relación entre modelos en el dominio del tiempo y de la frecuencia.

    2. Modelado Físico: Principios del modelado físico. Etapas en la realización del modelo. Estructura del problema. Planteo de las ecuaciones básicas. Obtención del modelo de estados. Modelos simplificados. Ejemplo.

    3. Sistemas de primer orden: Función de transferencia. Respuesta al escalón y al impulso. Constante de tiempo. Resolución analítica del modelo de estado. Sistemas de primer orden en cascada. Ejemplos.

    4. Sistemas de segundo orden: Función de transferencia. Respuesta al escalón, al impulso y a una seņal sinusoidal. Frecuencia natural, frecuencia amortiguada, coeficiente de amortiguamiento. Tiempo de establecimiento, de subida, sobrepico. Resolución analítica del modelo de estados. Ejemplos.

    5. Sistemas de orden superior: Orden del sistema. Función de transferencia. Dinámica dominante. Respuesta en frecuencia y diagrama de Bode. Ejemplos.

    6. Sistemas con ceros de transferencia: Residuos y el efecto de los ceros. Sistemas de primer y segundo orden. Sistemas de fase mínima y fase no mínima. Funciones de transferencia con ganancia unitaria. Ejemplos.

    7. Sistemas con retardo: Modelo de estados de sistemas con retardo. Función de transferencia. Aproximación racional del retardo. Aproximación de Padé. Ejemplos.

    8. Sistemas no lineales: Modelo de estados. Punto de equilibrio. Linealización de sistemas en torno al punto de equilibrio.

    9. Estabilidad de sistemas: Concepto de estabilidad y estabilidad asintótica. Estabilidad local y global. La estabilidad del sistema linealizado.

  2. Máquinas Eléctricas

    1. Conversión electromagnética: Principios de conversión. Leyes fundamentales. Circuitos y materiales magnéticos. Fuerza magnetomotriz. Fuerza sobre un conductor.

    2. Transformador: El transformador ideal. Transformación de impedancias. Usos. Modelo del transformador real. Inductancias de dispersión. Inductancia magnetizante. Pérdidas. Histéresis. Rendimiento.

    3. Máquina de corriente continua: Fundamentos. La máquina lineal. Funcionamiento como motor y como generador. Espira giratoria entre polos curvos. Tensión inducida. Momento de torsión. Generadores de corriente continua. Conexiones: con excitación independiente, serie, derivación y compuesto. Modelos del generador en las distintas conexiones. Características de salida. Motores de corriente continua. Conexiones: con excitación independiente, serie y compuesto. Modelos del generador en las distintas conexiones. Características de salida.

    4. Fundamentos de las máquinas de corriente alterna: Sistemas trifásicos de tensiones y corrientes. Potencia en sistemas trifásicos. Principios básicos. El concepto de campo rotante. Fuerza magnetomotriz y distribución de flujo. Tensión inducida. Momento de torsión.

    5. Máquina sincrónica: Generador de corriente alterna. Tensión inducida. Velocidad y frecuencia. Reactancia sincrónica. Modelo de la máquina sincrónica. Diagramas fasoriales. Motor sincrónico. Característica de salida. Curvas V.

    6. Máquina asincrónica: Conceptos básicos. Deslizamiento del rotor. Frecuencia eléctrica del rotor. Velocidad mecánica. Circuito equivalente. Modelo como pseudo-transformador. Funcionamiento como motor. Potencia y momento de torsión. Característica de salida.

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Programa
  • Dos parciales teórico prácticos con un recuperatorio cada uno y un examen integrador para aquellos alumnos que aprueben con menos de 6 alguno de los parciales.

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Bibliografía
  • Ref. 1. Ljung L. y Glad T., Modeling of Dynamic Sistems, Prentice-Hall, New Jersey, 1994.

  • Ref. 2. Ogata K., Ingeniería de Control Moderno, Prentice Hall, México, 1993.

  • Ref. 3. Fitzgerald A., Kingsley C., Kusko A., Teoría y Análisis de las Máquinas Eléctricas.

  • Ref. 4. Chapman S., Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill, 2da Ed., Bogotá, 1993.

Conocimientos previos
  • Matemática Avanzada

  • Física III

Créditos y horas
  • 12 créditos, 6 horas semanales

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