Este curso brinda una introducción a técnicas de análisis y diseño de sistemas retroalimentados. Mediante el modelamiento de sistemas en las áreas de Ciencia e Ingeniería (sistemas tecnológicos, así como también físicos, biológicos y sociales), se pretende que el estudiante diseñe y analice las relaciones de causa y efecto que determinan la evolución sistemas a través del tiempo. Las técnicas de análisis y diseño se basan en ecuaciones diferenciales y de diferencia. El uso de técnicas computacionales ilustra los principios básicos de la realimentación. Además, el curso cuenta con un laboratorio para la aplicación de los conceptos expuestos a lo largo del semestre.
Durante el curso el estudiante desarrollará su capacidad para:
Al final del curso el estudiante habrá desarrollado las siguientes habilidades:
Al final del curso en el estudiante se habrán suscitado las siguientes actitudes:
Al final del curso en el estudiante podrá dar cuenta de los siguientes contenidos:
Desarrollar las habilidades de interpretar información a través del estudio de modelos en las diferentes áreas de la ingeniería, física, biología y ciencias sociales.
Indicadores de desempeño: A4
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 6 Horas sin acompañamiento: 12 Ubicación en el semestre: Semanas 1 y 2
Desarrollar la habilidad de capturar comportamientos básicos de sistemas dinámicos y desarrollar modelos basados en ecuaciones diferenciales ordinarias y ecuaciones de diferencia.
Indicadores de desempeño: A4, A5
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 6 Horas sin acompañamiento: 12 Ubicación en el semestre: Semanas 3 a 4
Desarrollar la habilidad de conceptualizar características deseadas de modelos dinámicos, tales como las propiedades de estabilidad de los puntos de equilibrio.
Indicadores de desempeño: A8
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 9 Horas sin acompañamiento: 15 Ubicación en el semestre: Semanas 5 a 7
Desarrollar la habilidad de analizar más a fondo propiedades locales de sistemas no lineales y en particular de sistemas lineales.
Indicadores de desempeño: A6, C7
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semanas 8
Desarrollar las habilidad de manipular las dinámicas de sistemas por medio de lazos de realimentación de estados.
Indicadores de desempeño: A9, C3
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 9
Desarrollar las habilidad de manipular las dinámicas de sistemas por medio de lazos de realimentación de la salida.
Indicadores de desempeño: A9, C3
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 10
Desarrollar las habilidad de interpretar representaciones de sistemas basadas en el dominio de frecuencia.
Indicadores de desempeño: A6, A7
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 11
Desarrollar las habilidad de interpretar sistemas realimentados mediante el análisis en el dominio de frecuencia.
Indicadores de desempeño: A9
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 2 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 12
Desarrollar las habilidad de interpretar sistemas realimentados mediante el análisis en el dominio de frecuencia.
Indicadores de desempeño: A5, C2
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 13
Desarrollar las habilidad de desarrollar y sintonizar controladores frecuentemente usados en la industria.
Indicadores de desempeño: A8, A9, C7
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 14 a la 15
Desarrollar las habilidad de contrastar las posibles representaciones matemáticas de un sistema, usando datos reales para determinar la fiabilidad de los modelos.
Indicadores de desempeño: A8, C7, C8
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 3 Horas sin acompañamiento: 6 Ubicación en el semestre: Semana 16
Desarrollar las habilidades de implementar programas, suscitando la atención y la curiosidad, a través del simulaciones usando lenguajes de alto y bajo nivel.
Indicadores de desempeño: G8, K2
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 2/15 días Horas sin acompañamiento: 4/15 días Ubicación en el semestre: Semana 2 a la 16
Realizar prácticas de laboratorio sobre los objetivo específicos: (i) proveer herramientas necesarias para que el estudiante pueda simular sistemas en Matlab, Simulink y Mathematica; (ii) formalizar modelos de sistemas utilizando ecuaciones diferenciales y de diferencia; (iii) analizar las propiedades básicas de modelos dinámicos, tales como desempeño, estabilidad, controlabilidad y observabilidad; (iv) diseñar controladores por métodos de realimentación de estados y sintonizar controladores PID. El estudiante deberá preparar con anterioridad las prácticas a realizar.
Indicadores de desempeño: B2, K2
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 2/15 días Horas sin acompañamiento: 6/15 días Ubicación en el semestre: Semana 4 a la 16
Desarrollar las habilidades de extraer información relevante, leer documentos académicos, interpretar representaciones de la información, obtener modelos dinámicos, interpretar comportamientos y propiedades de los puntos de equilibrio, a través del estudio de modelos dinámicos.
Indicadores de desempeño: B2, K2, G8
Tiempo:
Horas con acompañamiento: 6 Horas sin acompañamiento: 25 Ubicación en el semestre: Semanas 4 a la 16
| Resultados del programa | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | |
| Relevancia | 3 | 1 | 3 | 1 | 2 | ||||||
| Resultados de programa | Indicadores de desempeño | Actividades curriculares | Contenido |
|---|---|---|---|
| Habilidad para aplicar conocimiento científico y de ingeniería | A4, A5, A6, A7, A8, A9 | 1-11 | Todos |
| La habilidad para diseñar y conducir experimentos así como para analizar e interpretar datos | B2 | 13, 14 | Todos |
| La habilidad para diseñar un sistema, componente o proceso para satisfacer necesidades deseadas dentro de restricciones realistas | C2, C3, C7 | 4,5,6,9,10,11 | Todos |
| La habilidad para comunicarse efectivamente | G8 | 12, 14 | Todos |
| La habilidad para usar las técnicas, destrezas y herramientas modernas de ingeniería necesarias para la práctica de la ingeniería | K2 | 12, 13 | Todos |
| Actividad | Evaluación | Porcentajes |
|---|---|---|
| 1 - 11 | Dos exámenes parciales | 50% |
| Pruebas escritas cortas y talleres en clase | 25% | |
| 13 | Trabajos escritos sobre el desarrollo de las prácticas de laboratorio (pre-informes e informes) | 10% |
| 8 | Informe parciales de avance del proyecto | 5% |
| Informe final del proyecto | 5% | |
| Funcionamiento | 5% | |
| Total | 100% |
Calificación: Ver Evaluación del curso
Uso de material en exámenes: En los exámenes parciales no está permitido el uso de notas de clase, bibliografía, calculadoras, computadores personales ni teléfonos celulares.
Asistencia: Obligatoria.
Salones de clase con las ayudas audiovisuales necesarias, laboratorios con dotación tecnológica completa y salas de simulación con el Control Toolbox de Matlab, Simulink y Mathematica.
La plataforma Blackboard contiene la planificación del curso, lineamientos de trabajos del curso, enunciados de proyectos de semestre, presentaciones, talleres, prácticas de laboratorio, y herramientas de simulación.