0_Motivation - Juan Ignacio Larrain (4)

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ICM2813 Control de Sistemas Mecánicos
Departamento de Ingenieŕıa Mecánica y Matalúrgica
Pontificia Universidad Católica de Chile
Tito Arevalo-Ramirez
6 de marzo de 2023
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Contents
Profesor
Área de Investigación
ICM2813 Información Importante
Motivación del curso
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Profesor
Información básica
• Nombre: Tito Arévalo Raḿırez
• Investigación: Remote Sensing, Field
Robotics.
• E-mail: tito.arevalo@ing.puc.cl 1
• Oficina: 209, Segundo piso DIMM
1Consultas: Usar el siguiente formato en el asunto, ”[ICM2813] Asunto”
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tito.arevalo@ing.puc.cl
Área de Investigación
Durante el doctorado desarrollé diferentes habilidades en la ca-
racterización de zonas boscosas y agŕıcolas
4
Espećıficamente desarrolle métodos para la caracterización del
terreno en zonas boscosas
Motivación
Desafio
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Propuesta
6
Utilicé control de sistemas para realizar el mapeo de una zona
boscosa
Mapeo de zonas boscosaMapeo de zonas boscosas
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ICM2813 Información Importante
Al final del curso se espera comprender y aplicar correctemen-
te herramientas fundamentales para la modelación, análisis y
control de sistemas mecánicos
Contenidos
• Introducción al control de sistemas
• Modelamiento y respuesta de
sistemas dinámicos
• Caracteŕısticas y desempeño de
sistemas de control realimentado
• Método diseño del lugar de las ráıces
• Métodos de diseño de respuesta en
frecuencia
• Diseño en variables de estado
• Aplicaciones reales y métodos
avanzados
Evaluación
• Interrogación 1: Viernes 14 de abril,
a las 18:30 hrs
• Interrogación 2: Viernes 26 de mayo,
a las 18:30 hrs
• Interrogación 3: Miércoles 28 de
junio, a las 10:00 hrs. (horario de
cátedra)
• Examen: Miercoles 5 de julio, a las
XX:XX hrs
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La nota final del curso se calcula de la siguiente manera
NF = 0,4 · PI + 0,25 · PT + 0,15 · NP + 0,2 · NE + B
Donde:
• NF : Nota final del curso
• PI : Promedio de notas de interrogaciones
• PT : Promedio de notas de tareas
• NP Nota de proyecto
• NE Nota de examen
• B Bonificación por controles
Se realizarán controles no obligatorios de forma semanal partiendo
desde la semana del lunes 13 de agosto. Cada control será calificado
como aprobado o reprobado. El bono por controles se calcula como se
muestra a continuación: 9
Bonificación por controles
B = bNC/4c · 0,1
donde:
• NC : Número de controles aprobados
• b c¿ operador de parte entera
Ejemplo de bonificación si NC = 10
B = bNC/4c · 0,1
B = b10/4c · 0,1
B = b2,5c · 0,1
B = 2 · 0,1
B = 0,2
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Bibliograf́ıa
Libros gúıa
1. G. F. Franklin, J. D. Powell, and A. Emami-Naeini, Feedback
Control of Dynamic Systems, 8th Edition, Pearson, 2019.
2. R. C. Dorf, and R. H. Bishop. Modern Control Systems, 13th
Edition, Pearson, 2016.
Libros complementarios
1. K. Ogata, Modern Control Engineering, 5th Edition, Pearson, 2009.
2. K. J. Åström and R. M. Murray, Feedback Systems: An Introduction
for Scientists and Engineers, 2nd Edition, Princeton University
Press, 2008. (Disponible en ĺınea: http://fbsbook.org/)
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http://fbsbook.org/
Motivación del curso
La importancia de los sistemas de control
• ¿Que es un sistema?
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Que es un sistema? En términos coloquiales, un sistema se
puede considerar a la interconección de elementos y/o
dispositivos (ej. sensores y actuadores) para un propósito en
espećıfico.
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Para qué necesitamos sistemas de control?
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Para qué necesitamos sistemas de control? La respuesta
más sensilla es para facilitar nuestra calidad de vida.
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Cómo podemos realizar control?
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Cómo podemos realizar control? El control puede
realizarse en lazo abierto o cerrado. Su diferencia radica en si
hay o no realimentación del sistema o no.
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Por qué es importante conocer los fundamentos y
herramientas de control de sistemas?
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La importancia de los sistemas de control
• ¿Por qué es importante conocer los fundamentos y
herramientas de control de sistemas? Porque nos permitirá
entender y respetar los procesos dinámicos
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Lamentablemente Chernobyl es un caso en el cual no se respe-
taron parámetros claves del sistema de control
Puntos Claves
• Si existe más vapor en la tuveŕıa del
reactor, la reacción nuclear es más
fuerte.
• Punto nominal de operación es de
3200 MWt (thermal), de esta
manera la relación entre agua y
vapor es equilibrada y reactor trabaja
en estado estable.
• El umbral ḿınimo de trabajo del
reactor es de 700 MWt. Nótese que
encender y apagar el reactor hace
que el sistema entre en una región
de operación inestable.
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Experimento Chernobyl
Problema:
Bombas de agua se estan conectadas a la red eléctrica externa, si se
corta el suministro de enerǵıa, arrancan generadores a de emergencia. Sin
embargo, estos generadores tardan en arrancar.
Propuesta:
Utilizar la inercia de la turvina para alimentar las bombas de agua, hasta
que los generadores arranquen.
Condiciones:
Operar el reactor en su ĺımite inferior 700 MWt
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Experimento Chernobyl
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