Syllabus Del Curso_243005_Sistemas Dinamicos

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C DIGO: FORMATO DE SYLLABUS

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0-06-10-2015 PROCEDIMIENTO RELACIONADO: DISEÑO DE CURSOS

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1. INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e SIGLA: ECBTI Ingeniería NIVEL: Profesional – Tecnológico CAMPO DE FORMACIÓN: Disciplinar CURSO: Sistemas Dinámicos Dinámicos CÓDIGO: 243005 TIPO DE CURSO: Metodológico N° DE CRÉDITOS: 3 N° DE SEMANAS: 16 CONOCIMIENTOS PREVIOS: Álgebra lineal, Cálculo diferencial, Cálculo integral, Física general, Ecuaciones diferenciales DIRECTOR DEL CURSO: Juan Carlos Amaya FECHA DE ELABORACIÓN: 06 de Diciembre de 2016 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso hace parte del campo de formación Disciplinar y se ubica dentro del componente de formación Disciplinar Común, el cual está dirigido a la formación del estudiante, teniendo en cuenta los elementos constitutivos que integran el área de Ciencias Básicas de Ingeniería. En este sentido, el objetivo primordial de este curso es fomentar en el estudiante competencias propias para la aplicación de leyes físicas y técnicas experimentales, que le permitan encontrar el modelo matemático de sistemas dinámicos reales, comúnmente encontrados en la industria. Así mismo, este curso pretende ayudar a crear estrategias para la búsqueda de información, que permitan construir de manera individual o colectiva un nuevo conocimiento. El curso es de tipo teórico – práctico de tres (3) créditos, está dividido en tres unidades y ha sido diseñado para ejecutarse en el lapso de 16 semanas. La primera unidad está orientada al modelamiento matemático de sistemas dinámicos utilizando ecuaciones diferenciales y variables de estados, para su posterior simulación y análisis. La segunda unidad está dedicada al modelamiento matemático de sistemas dinámicos mediante funciones de transferencia y diagramas de bloques, para su posterior reducción, simulación y análisis. La tercera unidad tiene como objetivo encontrar el modelo matemático de un sistema dinámico utilizando diferentes técnicas de identificación, para su posterior simulación y validación. Este documento es de clasificación clasificación de seguridad controlada, controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI

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2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos: Orientar al estudiante en la obtención de modelos matemáticos en el dominio del tiempo, a través del uso de ecuaciones diferenciales y variables de estado. Apoyar al estudiante en la obtención de modelos matemáticos en el dominio de la frecuencia, mediante la aplicación de la función de transferencia y los diagramas de bloques. Orientar al estudiante en la obtención de modelos matemáticos a partir de datos experimentales, a través del uso de métodos paramétricos y no paramétricos. Competencias generales del curso: El estudiante expresa modelos matemáticos que representan el comportamiento de un sistema dinámico en el dominio del tiempo, utilizando ecuaciones diferenciales y variables de estado. El estudiante expresa modelos matemáticos que representan el comportamiento de un sistema dinámico en el dominio de la frecuencia, utilizando funciones de transferencia y diagramas de bloques. El estudiante identifica modelos matemáticos que representan el comportamiento de un sistema dinámico a partir de datos experimentales, utilizando métodos paramétricos y no paramétricos. 

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3. CONTENIDOS DEL CURSO Esquema del contenido del curso:

Modelamiento en el dominio del tiempo

Modelamiento en el dominio de la frecuencia

Identificación de sistemas dinámicos

Sistemas y modelos Sistemas físicos Espacio de estados

• • •

Función de transferencia Reducción de subsistemas Estabilidad

• • •

Métodos no paramétricos Métodos paramétricos

• •






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NOMBRE DE LA UNIDAD

CONTENIDO Referencias Bibliográficas Requeridas S DE (Incluye: Libros, textos, web links, revistas científicas) APRENDIZAJ E UNIDAD 1 1. Sistemas y Coll-Aliaga, C., Ginestar-Peiró, D., & Sánchez-Juan, E. (2012). Matemáticas II Modelamiento modelos para ingenieros. Valencia, ES: Editorial de la Universidad Politécnica de en el dominio Valencia. Recuperado de: 2. Sistemas del tiempo http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=22&do físicos cID=10692821&tm=1481843396516 3. Espacio de estados

Yong, J., Tang, S., & Li, X. (2007). Control Theory And Related Topics: In Memory Of Professor Xunjing Li. Singapore: World Scientific. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=danue0 a0&url=http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&db= e000xww&AN=235971&lang=es&site=ehost-live&ebv=EB&ppid=pp_xi Gil, R. M. (2003). Introducción rápida a Matlab y Simulink para ciencia e ingeniería. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=8&doc ID=11059428&tm=1481843589138 Soria, O. E., Martín, G. J. D., & Gómez, C. L. (2004). Teoría de circuitos Cap. 6-7. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=200& docID=10498623&tm=1481843758253 Pastor, G. A., & Ortega, J. J. (2014). Circuitos eléctricos. Vol. II. Madrid, ES: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Recuperado de:






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http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=29&do cID=10853795&tm=1481844106731 OVI Unidad 1 - Modelamiento en el dominio en el tiempo Este objeto Virtual de Información tiene como propósito el de informar al estudiante respecto a la nueva temática de modelamiento de sistemas dinámicos en el tiempo, cuáles son sus características y el funcionamiento de estas como también su aplicabilidad, este objeto le sirve a l estudiante como consulta para el desarrollo de las actividades propias de la unidad 1. Amaya Diaz, J. ( 17,12,2016). Sistemas Dinámicos. [Archivo de video]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10806 Referencias Villegas, L. (2007). Trabajo teórico práctico con Matlab. Buenos Aires, AR: El Cid Editor bibliográficas Informática. Recuperado de: complementar http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&docID=10165756& tm=1481844464476direct=true&db=e000xww&AN=650507&lang=es&site=ehost-live ias García, I. (2005). Teoría de estabilidad y control. Lérida, ES: Edicions de la Unive rsitat de Lleida. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=6&docID=10680662&t m=1481847095839 UNIDAD 2 Modelamiento en el dominio de la frecuencia

1. Función de transferencia 2. Reducción de subsistemas 3. Estabilidad

Soria, O. E., Martín, G. J. D., & Gómez, C. L. (2004). Teoría de circuitos Cap. 8-9. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=200& docID=10498623&tm=1481843758253 Pastor, G. A., & Ortega, J. J. (2014). Circuitos eléctricos. Vol. II. Madrid, ES: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=29&do cID=10853795&tm=1481844106731






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Villegas, L. (2007). Trabajo teórico práctico con Matlab. Buenos Aires, AR: El Cid Editor - Informática. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&do cID=10165756&tm=1481844464476 Pagola, L. L. (2009). Regulación automática. Madrid, ES: Universidad Pontificia Comillas. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=1&doc ID=10522924&tm=1481844622214 El, H. N. (2007). Sistemas de control: ganancias de realimentación y observadores de estado. Buenos Aires, AR: El Cid Editor - Ingenie ría. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=1&doc ID=10165708&tm=1481845234080 Roca, C. A. (2014). Control automático de procesos industriales: con prácticas de simulación y análisis por ordenador PC. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=74&do cID=11001962&tm=1481845100526 Gil, R. M. (2003). Introducción rápida a Matlab y Simulink para ciencia e ingeniería. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=33&do cID=11059428&tm=1481846504254 Creus, S. A. (2007). Simulación y control de procesos por ordenador (2a. ed.). Barcelona, ES: Marcombo. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=45&do cID=10212445&tm=1481848330059 OVI Unidad 2 - Modelamiento en el dominio en el tiempo Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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Este objeto Virtual de Información tiene como propósito el de informar al estudiante respecto a la nueva temática de modelamiento de sistemas dinámicos en el dominio de la frecuencia, cuáles son sus características y el funcionamiento de estas como también su aplicabilidad, este objeto le sirve al estudiante como consulta para el desarrollo de las actividades propias de la unidad 2. Amaya Diaz, J. ( 17,12,2016). Modelamiento de sistemas en el dominio de la frecuencia. [Archivo de video]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10876 Referencias Villegas, L. (2007). Trabajo teórico práctico con Matlab. Buenos Aires, AR: El Cid Editor bibliográficas Informática. Recuperado de: complementar http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&docID=10165756& tm=1481844464476direct=true&db=e000xww&AN=650507&lang=es&site=ehost-live ias García, I. (2005). Teoría de estabilidad y control. Lérida, ES: Edicions de la Unive rsitat de Lleida. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=6&docID=10680662&t m=1481847095839 UNIDAD 3 Identificación de sistemas dinámicos

1. Métodos no Soria, O. E., Martín, G. J. D., & Gómez, C. L. (2004). Teoría de circuitos Cap. paramétricos 8-9. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=200& 2. Métodos docID=10498623&tm=1481843758253 paramétricos Pastor, G. A., & Ortega, J. J. (2014). Circuitos eléctricos. Vol. II. Madrid, ES: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=29&do cID=10853795&tm=1481844106731 Villegas, L. (2007). Trabajo teórico práctico con Matlab. Buenos Aires, AR: El Cid Editor - Informática. Recuperado de: Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&do cID=10165756&tm=1481844464476 Pagola, L. L. (2009). Regulación automática. Madrid, ES: Universidad Pontificia Comillas. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=1&doc ID=10522924&tm=1481844622214 El, H. N. (2007). Sistemas de control: ganancias de realimentación y observadores de estado. Buenos Aires, AR: El Cid Editor - Ingenie ría. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=1&doc ID=10165708&tm=1481845234080 Roca, C. A. (2014). Control automático de procesos industriales: con prácticas de simulación y análisis por ordenador PC. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=74&do cID=11001962&tm=1481845100526 Gil, R. M. (2003). Introducción rápida a Matlab y Simulink para ciencia e ingeniería. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=33&do cID=11059428&tm=1481846504254 Creus, S. A. (2007). Simulación y control de procesos por ordenador (2a. ed.). Barcelona, ES: Marcombo. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=45&do cID=10212445&tm=1481848330059 OVI Unidad 3 - Identificación de sistemas dinámicos Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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Este objeto Virtual de Información tiene como propósito el de informar al estudiante respecto a la nueva temática de identificación de sistemas dinámicos, cuáles son sus características y el funcionamiento de estas como también su aplicabilidad, este objeto le sirve al estudiante como consulta para el desarrollo de las actividades propias de la unidad 3. Amaya Diaz, J. ( 17,12,2016). Identificación de sistemas. [Archivo de video]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10872 Referencias Villegas, L. (2007). Trabajo teórico práctico con Matlab. Buenos Aires, AR: El Cid Editor bibliográficas Informática. Recuperado de: complementar http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&docID=10165756& ias tm=1481844464476direct=true&db=e000xww&AN=650507&lang=es&site=ehost-live García, I. (2005). Teoría de estabilidad y control. Lérida, ES: Edicions de la Unive rsitat de Lleida. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=6&docID=10680662&t m=1481847095839






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4. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad Activida d inicial

Contenido de Competen Aprendizaj cia e Actividad El inicial estudiante identifica los contenidos del curso a través de la lectura del syllabus y la exploración de los diferentes entornos para afrontar con seguridad el proceso de aprendizaje .

Indicador es de desempe ño Elabora un mapa conceptual que refleja la claridad adquirida al explorar la estructura del curso.

Estrategia de Aprendizaje Actividad inicial: Cada estudiante leerá el syllabus del curso y explorará la estructura del mismo. Como resultado de esta exploración, elaborará un mapa conceptual donde se identifiquen claramente los contenidos, propósitos y competencias a desarrollar en el periodo académico.

Evaluación1 Criterios de Pondera evaluación ción Sema Determin El mapa 25 puntos nas 1 ar el conceptual y2 grado de elaborado compren cumple con sión de la las estructura temática característic s y de la a y refleja estructur de manera a del adecuada la curso temática que el planteada estudiant en la e es actividad. capaz de adquirir al revisar los compone ntes del mismo.

N° de Sema Propósit nas o






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UNIDAD 1 Sistemas 1 y modelos Modelami ento en el dominio del 2 Sistemas tiempo físicos

3 Espacio de estados

El estudiante expresa modelos matemático s que representan el comportami ento de un sistema dinámico en el dominio del tiempo utilizando ecuaciones diferenciale sy variables de estado.

Expresa modelos matemátic os de sistemas dinámicos mediante ecuaciones diferencial es y variables de estados.

Aprendizaje Sema basado en nas 3, problemas: 4y5 Para encontrar el modelo matemático del proceso se ha dividido el problema en cuatro etapas.

Etapa 1: En la primera etapa se deberá Aplica encontrar el técnicas de modelo linealizació matemático en n para el dominio del sistemas tiempo y no analizar la lineales. controlabilidad y la observabilidad Analiza el del proceso. comporta miento dinámico, la controlabili dad y la observabili

Orientar al estudiant e en la obtenció n de modelos matemáti cos en el dominio del tiempo, a través del uso de ecuacion es diferenci ales y variables de estado.

Expresa de 95 puntos manera adecuada modelos matemático s de sistemas dinámicos mediante ecuaciones diferenciale sy variables de estados. Utiliza de forma correcta las técnicas de linealización . Aplica de manera adecuada los criterios para analizar el comportami ento






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dad del sistema mediante simulacion es y técnicas matemátic as.

dinámico del sistema. Estructura de manera correcta el informe entregado. Participa de manera correcta y coherente dentro del foro.

UNIDAD 2 Modelami ento en el dominio de la frecuencia

1 Función de transferenci a 2 Reducción de subsistema s

El estudiante expresa modelos matemático s que representan el comportami

Expresa modelos matemátic os de sistemas dinámicos mediante funciones de

Aprendizaje Sema basado en nas 6, problemas: 7y8 Para encontrar el modelo matemático del proceso se ha dividido el

Apoyar al estudiant e en la obtenció n de modelos matemáti cos en el dominio

Expresa de 100 manera puntos adecuada modelos matemático s de sistemas dinámicos mediante






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3 Estabilidad

ento de un sistema dinámico en el dominio de la frecuencia utilizando funciones de transferenci ay diagramas de bloques.

transferenc problema en ia y cuatro etapas. diagramas de bloques Etapa 2: En la segunda Aplica etapa se deberá técnicas de encontrar el reducción modelo de matemático en diagramas el dominio de la de bloques frecuencia y analizar el error Analiza el en estado comporta estacionario y la miento estabilidad del dinámico y proceso. la estabilidad del sistema mediante simulacion es y criterios matemátic os

de la frecuenci a, mediante la aplicació n de la función de transfere ncia y los diagrama s de bloques.

funciones de transferenci ay diagramas de bloques. Utiliza de forma correcta las técnicas de diagramas de bloques. Aplica de manera adecuada los criterios para analizar el comportami ento dinámico del sistema. Estructura de manera correcta el informe entregado.






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Participa de manera correcta y coherente dentro del foro.

UNIDAD 3 Identifica ción de sistemas dinámicos

1 Métodos no paramétrico s

El estudiante identifica modelos matemático s que representan 2 Métodos el paramétrico comportami ento de un s sistema dinámico a partir de datos experiment ales, utilizando métodos paramétrico

Aplica técnicas de procesami ento de señales Utiliza métodos de identificaci ón no paramétric os y paramétric os para obtener el modelo matemátic

Aprendizaje Sema basado en nas 9, problemas: 10 y Para encontrar el 11 modelo matemático del proceso se ha dividido el problema en cuatro etapas. Etapa 3: En la tercera etapa se deberá encontrar el modelo matemático empleando

Orientar al estudiant e en la obtenció n de modelos matemáti cos a partir de datos experime ntales, a través del uso de métodos paramétr icos y no

Aplica de manera adecuada las técnicas de procesamie nto de señales. Utiliza de forma correcta los métodos de identificació n no paramétrico sy paramétrico s para



100 puntos




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s y no o de un técnicas de paramétrico sistema identificación. s Analiza la validez del modelo matemátic o mediante simulacion es y criterios matemátic os

paramétr obtener el icos. modelo matemático de un sistema. Aplica de manera adecuada los criterios para analizar la validez del modelo matemático obtenido. Estructura de manera correcta el informe entregado. Participa de manera correcta y coherente dentro del foro.






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Examen de conocimientos

Sema nas 12, 13 y 14

Determin ar el grado de compren sión de las temática s del curso.

Analiza y 55 puntos resuelve de forma correcta las preguntas propuestas.

Autoevaluación

Sema nas 12, 13 y 14 (3)

Reflexion ar sobre el trabajo propio desarroll ado.

Desarrolla una encuesta sobre las habilidades desarrollad as durante el curso.

No se califica

Coevaluación

Sema nas 12, 13 y 14 (3)

Reflexion ar sobre trabajo desarroll ado por los demás compañe ros.

Desarrolla una encuesta sobre las habilidades desarrollad as durante el curso.

No se califica






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Evaluaci ón Final

Evaluación Final

El estudiante sustenta la solución encontrada al problema planteado, basado en los conocimient os adquiridos a lo largo del curso.

Sustenta la solución encontrada al problema planteado.

Aprendizaje basado en problemas: Para encontrar el modelo matemático del proceso se ha dividido el problema en cuatro etapas. Etapa 4: En la cuarta etapa se deberá seleccionar el modelo matemático más preciso, esto es, cuya salida sea la más cercana a la salida del sistema real, con el fin de usar más adelante este modelo en el diseño del sistema de monitoreo y diagnóstico de fallas.

Sema nas 15 y 16

Identifica r los logros alcanzad os por el estudiant e en su proceso de aprendiz aje durante el desarroll o del curso.

Identifica, 125 comprende, puntos analiza y resuelve de forma correcta el problema planteado.






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5. ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN DEL CURSO Tipo de evaluación Autoevaluación Coevaluación

Heteroevaluación

Total

Ponderación 0% 0% Actividad inicial (5%) Unidad 1 (19%) Unidad 2 (20%) Unidad 3 (20%) Examen de conocimientos (11%) Evaluación final (25%) 100%

Puntaje Máximo 0 0 25 95 100 100 55 125 500



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