Herramienta para simulación de sistemas de control en tiempo real: propuesta de costo eficiente para la enseñanza de sistemas lineales de control en pregrado
En este trabajo se propone una herramienta de simulación de sistemas de control en tiempo real de costo eficiente usando la técnica de Prototipado Rápido de Controlador (RCP, por sus siglas en inglés), planteada para ser usada en la enseñanza en cursos de pregrado. Usando la metodología~en~V para el...
- Autores:
-
Arias Sosa, Nicolás David
- Tipo de recurso:
- Work document
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/77856
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/77856
- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines
370 - Educación
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En este trabajo se propone una herramienta de simulación de sistemas de control en tiempo real de costo eficiente usando la técnica de Prototipado Rápido de Controlador (RCP, por sus siglas en inglés), planteada para ser usada en la enseñanza en cursos de pregrado. Usando la metodología~en~V para el desarrollo de sistemas se concibió la herramienta desde el concepto de operaciones, seguido de la definición de requerimientos y del diseño de alto nivel y detallado. Luego de esto, se elaboró un prototipo funcional para verificar su utilidad en la simulación de sistemas de control básicos como el PID, para la identificación de sistemas e incluso para simular cualquier componente que el usuario pueda desarrollar y añadir a la herramienta por su propia cuenta. Finalmente, se presenta su estructura de costos para validar el criterio de costo-eficiencia y el resultado del desarrollo de una práctica de laboratorio que involucra su uso con un grupo de estudiantes de pregrado, con el fin de demostrar su aplicabilidad en la enseñanza. |
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José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 5. Técnicas de Compensación en el Dominio de la Frecuencia, 2015. Universidad Nacional de Colombia. José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 1. Introducción a la Plataforma Lego Mindstorms, 2015. Universidad Nacional de Colombia. José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 4. Control PID, 2015. Universidad Nacional de Colombia. José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 2. Modelado e Identificación, 2015. Universidad Nacional de Colombia. José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 3. Control ON/OFF y Control Proporcional, 2015. Universidad Nacional de Colombia. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Programa Curricular Ingenieria Electrónica: Contenidos Programáticos. http://ingenieria1.udistrital.edu.co/udin1/mod/folder/view.php?id=4117. Pontificia Universidad Javeriana. Práctica No. 5. Control de Sistemas Lineales por Retroalimentación de Estados, 2013. Pontificia Universidad Javeriana. Práctica No. 4. 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Usando la metodología~en~V para el desarrollo de sistemas se concibió la herramienta desde el concepto de operaciones, seguido de la definición de requerimientos y del diseño de alto nivel y detallado. Luego de esto, se elaboró un prototipo funcional para verificar su utilidad en la simulación de sistemas de control básicos como el PID, para la identificación de sistemas e incluso para simular cualquier componente que el usuario pueda desarrollar y añadir a la herramienta por su propia cuenta. Finalmente, se presenta su estructura de costos para validar el criterio de costo-eficiencia y el resultado del desarrollo de una práctica de laboratorio que involucra su uso con un grupo de estudiantes de pregrado, con el fin de demostrar su aplicabilidad en la enseñanza.In this thesis work, a cost-effective real-time control system simulation tool is proposed using the Rapid Controller Prototyping (RCP) technique, designed to be used in undergraduate education. Using the V-Model methodology for system development, the tool was conceived starting from the Concept of Operations, followed by the definition of requirements and high-level and detailed design. Next, a functional prototype was developed to verify its usefulness in the simulation of basic control systems, such as the PID, in the identification of systems and even in the simulation of any component that the user can develop and add to the tool by themselves. Finally, its cost structure is presented to validate the cost-efficiency criterion together with the result of conducting a laboratory session with undergraduate students to demonstrate its applicability in education.Magíster en Ingeniería Electrónica. Línea de Investigación: Sistemas Embebidos .Maestría145application/pdfspa620 - Ingeniería y operaciones afines370 - Educacióncontrol systemsrapid control prototyping (RCP)real-Time Simulationteachingenseñanzaprototipado Rápido de Controlador (RCP)simulación en tiempo realsistemas de controlHerramienta para simulación de sistemas de control en tiempo real: propuesta de costo eficiente para la enseñanza de sistemas lineales de control en pregradoDocumento de trabajoinfo:eu-repo/semantics/workingPaperinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_8042Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/WPBogotá - Ingeniería - Maestría en Ingeniería - Ingeniería ElectrónicaUniversidad Nacional de Colombia - Sede BogotáJosé Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 5. Técnicas de Compensación en el Dominio de la Frecuencia, 2015. Universidad Nacional de Colombia.José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 1. Introducción a la Plataforma Lego Mindstorms, 2015. Universidad Nacional de Colombia.José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 4. Control PID, 2015. Universidad Nacional de Colombia.José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 2. Modelado e Identificación, 2015. Universidad Nacional de Colombia.José Roberto Cuarán. Guı́a de Laboratorio No. 3. Control ON/OFF y Control Proporcional, 2015. Universidad Nacional de Colombia.Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Programa Curricular Ingenieria Electrónica: Contenidos Programáticos. http://ingenieria1.udistrital.edu.co/udin1/mod/folder/view.php?id=4117.Pontificia Universidad Javeriana. Práctica No. 5. Control de Sistemas Lineales por Retroalimentación de Estados, 2013.Pontificia Universidad Javeriana. Práctica No. 4. Control de Posición - Control Digital, 2013.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 1: Herramientas Hardware y Software, 2019.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 2: Modelado e identificación, 2019.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 3: Lugar geométrico de las raı́ces: Regiones permisibles para los polos, control P y PD, 2019.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 4: Lugar geométrico de las raı́ces: Regiones permisibles para los polos, control PI, 2019.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 5: Lugar geométrico de las raı́ces: Controladores PID y Reglas Empı́ricas de Ajuste, 2019.John Alexander Cortés Romero. Laboratorio 6: Controladores en el dominio de la frecuencia, 2019.D. Schinstock, S. Schinstock, and W.N. White. Micro-controller based update of inexpensive undergraduate control systems laboratory hardware. In American Control Conference (ACC), 2015, pages 2807–2812.Marisol Osorio Cárdenas and Diego Ignacio Marı́n Arango. Control inteligente adaptativo en tiempo real. 2011.Fredy Edimer Hoyos Velasco, Camilo Younes Velosa, Eduardo Antonio Cano Plata, and Sebastián Sánchez Aristizábal. 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