Ideas de aprendizaje activo
La teoría de control es la base de la automatización moderna. Este tema introduce a los alumnos en la distinción entre sistemas de lazo abierto (sin realimentación) y lazo cerrado (con realimentación). Se estudian los diagramas de bloques, las funciones de transferencia y cómo los sensores permiten que un sistema corrija sus propios errores para alcanzar un estado deseado.
Actividad 01
Los alumnos usan un simulador para controlar el nivel de agua. Primero lo intentan en lazo abierto (temporizado) y luego en lazo cerrado (con sensor de nivel), comparando la precisión ante cambios en el consumo.
¿Qué diferencia un sistema de lazo abierto de uno de lazo cerrado?
Actividad 02
Se presentan ejemplos cotidianos (tostadora, control de crucero de un coche, llenado de un vaso de agua). Los alumnos deben identificar si son lazo abierto o cerrado y dibujar su diagrama de bloques simplificado.
¿Cómo se simplifica un diagrama de bloques?
Actividad 03
En grupos, los alumnos resuelven problemas de reducción de diagramas de bloques complejos usando las reglas de álgebra de bloques, explicando cada paso a sus compañeros de otros grupos.
¿Qué papel juega el sensor en la realimentación?
Algunas notas para enseñar esta unidad
Atención a estas ideas erróneas
Creer que la realimentación siempre es positiva para el sistema.
En control, usamos casi siempre realimentación negativa para reducir el error. La realimentación positiva suele llevar a la inestabilidad. Analizar el efecto de 'acople' en un micrófono ayuda a entender visualmente la inestabilidad de la realimentación positiva.
Pensar que un sistema de lazo abierto no puede ser preciso.
Un sistema de lazo abierto puede ser muy preciso si está bien calibrado y no hay perturbaciones. El problema es que no puede reaccionar ante cambios imprevistos. Discutir casos como una impresora de papel ayuda a clarificar este punto.
Metodologías usadas en este resumen
Controladores PID y automatización
Estudio de las acciones proporcional, integral y derivativa en el control industrial. Programación básica de autómatas programables (PLC).
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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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