Un enfoque interactivo para el análisis y diseño de sistemas de control utilizando el método del lugar de las raíces

J. M. Díaz, R. Costa-Castelló, S. Dormido

Resumen

El lugar de las raíces es un método clásico para el análisis y diseño de sistemas lineales de control que ha formado parte desde su irrupción en los años cincuenta de los programas de los cursos básicos de control automático. La aparición de herramientas software de diseño interactivo de sistemas de control, que dibujan fácilmente el lugar de las raíces, permite a los docentes centrarse en explicar cómo afecta al lugar de las raíces la introducción de nuevos polos/ceros en la función de transferencia en lazo abierto, en vez de en explicar sus reglas de construcción. En este trabajo se presenta una nueva metodología docente para introducir la técnica del lugar de las raíces en cursos básicos de control que fomenta la utilización de una herramienta interactiva, como por ejemplo la herramienta LCSD desarrollada por los autores, para reforzar su aprendizaje.


Palabras clave

Educación del control; diseño de sistemas de control asistido por ordenador; diagramas del lugar de las raíces; aproximaciones interactivas

Texto completo:

PDF

Referencias

Arévalo, V., Vicente-del-Rey, J.M., García-Morales, I., Rivas-Blanco, I., 2020. Minivídeos tutoriales como apoyo al aprendizaje de conceptos básicos para un curso de Fundamentos de Control Automático. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 17, 107-115. https://doi.org/10.4995/riai.2020.12156

Åström, K. J., Murray, R. M., 2014. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers 2 nd Edition. Princeton University Press.

Díaz, J. M., Dormido, S., Aranda, J., 2007. SISOQFTIT: An interactive software tool for robust control design using the QFT methodology, Int. J. Eng. Educ., 23, 5, 1011-1023.

Díaz, J. M., Dormido, S., Rivera, D.E., 2016. ITTSAE: A set of interactive software tools for time series analysis education, IEEE Control Syst. Mag., 36, 3, 112-120. https://doi.org/10.1109/MCS.2016.2535914

Díaz, J. M., Costa, R., Muñoz, R., Dormido, S., 2017. An interactive and comprehensive software tool to promote active learning in the loop shaping control system design. IEEE Access 5, 10533-10546. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2712520

Dorf, R. C., Bishop, R. H., 2011. Modern Control Systems 12 th Edition. Prentice Hall.

Dormido, S., Gordillo, F., Dormido-Canto, S., Aracil, J., 2002. An interactive tool for introductory nonlinear control systems education, Proc. IFAC 15th World Congress, 35, 1, 255-260. https://doi.org/10.3182/20020721-6-ES-1901.01433

Dormido, S., 2004. Control learning: Present and future, Annu. Rev. Control, 28, 1, 115-136. https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2003.12.002

Dormido, S., Dormido-Canto, S., Dormido-Canto, R., Sánchez, J., Duro, N., 2005. The role of interactivity in control learning,Int. J. Eng. Educ., 21, 6, 1122-1133.

Evans, W. R., 1948. Graphical analysis of control systems. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers 67, 547-551. https://doi.org/10.1109/T-AIEE.1948.5059708

Evans, W. R., 1950. Control systems synthesis by root-locus method Transactions of the American Institute of Electrical Engineers 69, 66-69. https://doi.org/10.1109/T-AIEE.1950.5060121

Evans, W. R., 1954. Control System Dynamics. McGraw-Hill, New York.

Franklin, G. F., Powell, J. D., Emami-Naeini, A., 2015. Feedback Control of Dynamic Systems 7 th Edition. Pearson.

Gasmi, H., Bouras, A., 2018. Ontology-based education/industry collaboration system, IEEE Access, 6, 1362-1371. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2778879

Golnaraghi, F., Kuo, B. C., 2017. Automatic Control Systems 10 th Edition. McGraw-Hill.

Guzmán, J. L., Åström, K. J., Dormido, S., Hagglund, T., Berenguel, M., Piguet, Y., 2008. Interactive learning modules for PID control,IFAC Proc. 39, 6, 7-12. https://doi.org/10.3182/20060621-3-ES-2905.00003

Guzmán, J. L., Rivera, D. E., Dormido, S., Berenguel, M., 2012. An interactive software tool for system identification, Adv. Eng. Softw., 45, 115-123. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2011.09.013

Guzmán, J. L., Dormido, S., Berenguel, M., 2013. Interactivity in education: An experience in the automatic control field, Comput. Appl. Eng. Educ., 21, 2, 360-371. https://doi.org/10.1002/cae.20480

Guzmán, J. L., Costa, R., Dormido, S., Berenguel, M., 2016. An interactivity based methodology as support to control education, IEEE Control Syst. Mag., 35, 1, 11-25.

Keviczky, L., Bars, R., Hetthéssy, J., Bányász, C., 2019. Control Engineering. Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-10-8297-9

Lerma, E., Costa-Castelló, R., Griño Cubero, R., Sanchis, C., 2020. Herramientas para la docencia de control digital en grados de ingeniería, Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial. [Online] https://polipapers.upv.es/index.php/RIAI/article/view/13756

Moon, Y. L., 2007. Education reform and competency-based education, Asia Pacific Education Review, 8, 2, 337-341. https://doi.org/10.1007/BF03029267

Nickerson, J. V., Corter, J. E., Esche, S. K., Chassapis, C., 2007. A model for evaluating the effectiveness of remote engineering laboratories and simulations in education, Computers & Education, 49, 3, 708- 725. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2005.11.019

Kasser, J., Hitchins, D., Frank, M., Zhao, Y. Y., 2013. A framework for benchmarking competency assessment models, Systems Engineering, 16, 1, 29-44. https://doi.org/10.1002/sys.21217

Heradio, R., de la Torre, L., Dormido, S., 2016. Virtual and remote labs in control education: A survey, Annual Reviews in Control, 42, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2016.08.001

Nise, N. S., 2015. Control Systems Engineering 7 th Edition. John Wiley and Sons.

Ogata, K., 2010. Modern Control Engineering 5 th Edition. Prentice Hall.

Piguet, Y., 2017. Sysquake 6 User Manual. Calerga, Lausanne.

Vargas, H., Heradio, R., Chacon, J., de La Torre, L., Farias, G., Galan, D., Dormido, S., 2019. Automated Assessment and Monitoring Support for Competency-Based Courses, IEEE Access, 7, 41043-41051. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2908160

Vargas, H., Marín, L., de la Torre, L., Heradio, R., Díaz, J. M., Dormido, S., 2020. Evidence-based control engineering education: evaluating theLCSD simulation tool, IEEE Access, 8, 170183-170194, 2020 https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3023910

Abstract Views

1940
Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


 

Citado por (artículos incluidos en Crossref)

This journal is a Crossref Cited-by Linking member. This list shows the references that citing the article automatically, if there are. For more information about the system please visit Crossref site

1. An Interactive Software Tool to Learn/Teach Robust Closed-Loop Shaping Control Systems Design
Jose Manuel Diaz, Ramon Costa-Castello, Sebastian Dormido
IEEE Access  vol: 9  primera página: 125805  año: 2021  
doi: 10.1109/ACCESS.2021.3111129



Creative Commons License

Esta revista se publica bajo una Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-CompartirIgual 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)

Universitat Politècnica de València     https://doi.org/10.4995/riai

e-ISSN: 1697-7920     ISSN: 1697-7912