Ideas de aprendizaje activo
El control PID (Proporcional, Integral y Derivativo) es el algoritmo más utilizado en la industria para mantener variables en sus puntos de consigna. En este tema, los alumnos aprenden cómo cada acción contribuye a mejorar la respuesta del sistema: la proporcional reduce el error, la integral elimina el error en estado estacionario y la derivativa mejora la estabilidad y rapidez. También se introduce la programación de Autómatas Programables (PLC) mediante lenguajes como el de contactos (Ladder).
Actividad 01
Los alumnos deben ajustar los parámetros Kp, Ki y Kd en un simulador de control de temperatura para lograr una respuesta rápida sin oscilaciones excesivas, siguiendo el método de Ziegler-Nichols.
¿Cómo afecta la acción derivativa a la respuesta de un sistema?
Actividad 02
En grupos, los alumnos diseñan un programa en lenguaje Ladder para controlar una cinta transportadora con sensores de presencia y parada de emergencia, verificando la lógica en un entorno virtual.
¿Qué es un PLC y cómo se programa en lenguaje de contactos?
Actividad 03
Los alumnos analizan situaciones donde un control proporcional simple es suficiente y cuándo es estrictamente necesario añadir las acciones I y D para evitar errores permanentes o inestabilidad.
¿Cómo se sintoniza un controlador PID?
Algunas notas para enseñar esta unidad
Atención a estas ideas erróneas
Pensar que aumentar la ganancia proporcional (Kp) siempre es bueno.
Aumentar Kp reduce el error pero puede provocar oscilaciones violentas e inestabilidad. Es fundamental que los alumnos vean, a través de simulaciones, cómo un exceso de ganancia puede hacer que el sistema 'se vuelva loco' y nunca se estabilice.
Creer que la acción derivativa (Kd) elimina el error final.
La acción derivativa solo reacciona ante la velocidad de cambio del error, no ante el error en sí. Es la acción integral (Ki) la que se encarga de eliminar el error residual a largo plazo. Comparar gráficas de respuesta ayuda a distinguir sus funciones.
Metodologías usadas en este resumen
Sistemas de control en lazo abierto y cerrado
Introducción a la teoría de control, diagramas de bloques y funciones de transferencia. Análisis de la estabilidad y el error en sistemas realimentados.
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Robótica e Inteligencia Artificial
Cinemática de robots, grados de libertad y programación de trayectorias. Integración de algoritmos de inteligencia artificial en sistemas autónomos.
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