Guia De Actividades Y Rubrica De Evaluacion Tarea 2 - Analisis De Lgr Y Diseño De Compensador.docx

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Guía de actividades y rúbrica de evaluación – Tarea 2 – Análisis de LGR y Diseño de Compensador 1. Descripción general del curso Escuela o Unidad Académica Nivel de formación Campo de Formación Nombre del curso Código del curso Tipo de curso Número de créditos

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Profesional Formación disciplinar Control Análogo 203040 Metodológico 3

Habilitable Si ☐ No ☒

2. Descripción de la actividad Tipo de actividad:

Individ Colaborati Número de ☐ ☒ 4 ual va semanas Intermedi a, Unidad 2: Análisis y diseño de Momento de la sistemas ☒ Inicial ☐ Final ☐ evaluación: de control mediante el lugar geométric o de las raíces Entorno de entrega de Peso evaluativo de la actividad: Seguimiento y actividad: 120 puntos evaluación

Fecha de inicio de la Fecha de cierre de la actividad: actividad: 15 de marzo de 11 de abril de 2019 2019 Competencia a desarrollar: El estudiante diseña compensadores mediante el método del lugar geométrico de las raíces y software de simulación para el control automático de procesos Temáticas a desarrollar:  Lugar geométrico de las raíces de sistemas de control  Compensadores en adelanto Pasos, fases o etapa de la estrategia de aprendizaje a desarrollar Ciclo de la tarea: Tarea 2 – Análisis de LGR y Diseño de Compensador La tarea es realizada por los estudiantes individualmente o en grupos, dándole a cada uno la posibilidad de expresarse y hacer propuestas frente a la elaboración de la misma. El docente monitorea, invita y apoya a la participación, mas no da puntos de vista, corrige o cambia; ya que el propósito de esta etapa es que el estudiante se sienta en confianza para la construcción que realizará. Esta etapa conlleva a que el grupo haga una planeación de la tarea que realizará, teniendo en cuenta los recursos que necesitará, haciendo énfasis en la importancia de tener un producto claro, organizado y preciso Actividades a desarrollar Cada estudiante deberá desarrollar de manera individual y subir al foro la solución a cada ejercicio propuesto. Posteriormente, se realizará un debate académico en el foro, donde los integrantes del grupo colaborativo acordarán para cada punto, cuál de las soluciones es más completa y está mejor presentada para integrarla al archivo final. El documento final sólo deberá tener una solución por cada ejercicio. Los ejercicios a resolver son los siguientes: 1. Para el desarrollo del primer punto, se debe tener en cuenta el número del grupo colaborativo. El grupo cuyo número termina en 0 o número par, trabajará con el siguiente sistema:

Sistema No. 1 grupos pares El grupo cuyo número termina en impar deberá trabajar con el sistema siguiente:

Sistema No. 2 grupos impares a) Grafique el lugar geométrico de las raíces del sistema (use matlab u octave) b) Identifique en la gráfica obtenida los diferentes rangos posibles para K. c) Cada grupo deberá seleccionar un valor específico de K para cada rango encontrado. Una vez seleccionados dichos valores, con cada uno de ellos se deberá realizar la simulación de la respuesta del lazo cerrado ante una entrada escalón unitario. Diligenciar la siguiente tabla

Rang o de k

Valor selecciona do

Ec. Característi ca del lazo cerrado

Ubicaci ón de los polos en lazo cerrado

Coeficiente de amortiguamie nto (ζ)

Frecuencia natural no amortigua da (wn)

Tipo de sistema (subamortiguad o, críticamente amortiguado, sobreamortigua do)

K= K= K= Tabla 1. Valores del LGR del sistema Cada campo diligenciado debe argumentarse detalladamente; es decir, se debe demostrar con ayuda del software cada valor diligenciado; en caso contrario, no se dará validez a la tabla. Se podrán agregar tantas filas como rangos de k encontrados en la gráfica de lgr. Se deberán anexar también los pantallazos de la respuesta a escalón del sistema en cada caso. d) Diligenciar la siguiente tabla. En ella se consignarán los valores solicitados de la respuesta a escalón unitario del sistema en lazo cerrado con cada valor de k seleccionado: Valor de K

Sobreimpulso (%)

Tiempo de establecimiento

Valor final

Error en estado estacionario

K= K= K= Tabla 2. Parámetros característicos de la dinámica del sistema Cada campo diligenciado debe argumentarse detalladamente; es decir, se debe demostrar matemáticamente o con ayuda del software cada valor diligenciado; en caso contrario, no se dará validez a la tabla

e) Analizar los resultados obtenidos y responder las siguientes preguntas usando palabras propias sin copiar textualmente de libros o páginas de internet:   

¿Qué indica el lugar geométrico de las raíces de un sistema? ¿En qué influye directamente el valor de la ganancia en cada caso sobre el sistema? ¿Si se desea diseñar un compensador tipo proporcional (sólo ganancia) utilizando el lugar geométrico de las raíces, en qué casos no se podrían usar las ganancias que nos arroja la gráfica directamente?

2. Dado el siguiente sistema:

G p s  

1 s10s  1

a. Se debe diseñar un compensador usando el método del lugar geométrico de las raíces de tal forma que al implementarlo, el nuevo sistema en lazo cerrado tenga un coeficiente de amortiguamiento 𝜁 = 0.4 y una frecuencia natural no amortiguada de 𝜔𝑛 = 2 𝑟𝑎𝑑/𝑠𝑒𝑔 Se debe mostrar el proceso detallado, con gráficas de lgr y plano complejo donde se muestre el aporte de cada cero y polo del sistema, de lo contrario no se hará válido el diseño para la calificación del trabajo colaborativo. b. A partir de la frecuencia natural no amortiguada y coeficiente de amortiguamiento deseados, calcule los parámetros de la respuesta a escalón unitario del sistema compensado (sobreimpulso, tiempo pico, tiempo de subida, tiempo de establecimiento). Cada parámetro se debe demostrar matemáticamente. Componente Práctico: Realizar la Práctica 2 especificada en la Guía de componente práctico – laboratorio de simulación, la cual se encuentra alojada en el entorno de aprendizaje práctico

Entornos para su desarrollo

Entorno de aprendizaje colaborativo: En este entorno los estudiantes deberán interactuar en el foro creado para esta actividad, realizando los aportes pertinentes para encontrar la solución a los ejercicios planteados en la Tarea 2. Entorno de seguimiento y evaluación: En este entorno se encontrará el link para el cargue del archivo con la consolidación de la tarea. Sólo un estudiante del grupo debe subir el mencionado archivo en el enlace. Individuales: Participación activa, coherente, permanente y pertinente en la tarea 2. Para que la participación en el foro de la actividad sea considerada significativa, ésta debe tener las siguientes características: 

 Productos a entregar por el estudiante  

La intervención en el foro no debe limitarse a saludos o mensajes motivacionales, debe contener un archivo con el aporte o si se trata de una crítica o realimentación a algún compañero, debe ser constructiva y fundamentada. Cada estudiante debe realizar aportes en cada ejercicio planteado en la presente guía, si presenta ecuaciones, utilizar el editor de Word, y presentarlas de forma organizada. Cada paso o ecuación planteada, debe argumentarse, y se debe detallar todo procedimiento empleado. Si se consultan fuentes, éstas deben quedar debidamente referenciadas. Al colocar pantallazos, éstos deben mostrar la fecha de captura, tener buena resolución y ser explicados

Colaborativos: El grupo colaborativo deberá resolver los ejercicios planteados en la presente guía, detallando y sustentando cada procedimiento que se haga. Debe

tenerse en cuenta que cada ejercicio contiene una parte de simulación (matlab – octave) y que todo pantallazo que allí se adjunte debe ser claro y argumentarse. El documento a entregar debe tener formato pdf. A este archivo se le debe asignar un nombre que tenga la siguiente estructura: T2_NumerodelGrupo. Ejemplo T2_03.pdf. El documento deberá contener:    



Portada (nombre de los integrantes que realmente participaron en la actividad) Introducción (breve resumen de lo que se presenta en el informe) Desarrollo de la actividad (solución explicada de manera detallada incluyendo el componente práctico de simulación con sus respectivos análisis). Conclusiones (deben ser concretas, con un buen componente de análisis, no deben ser superficiales y deben tener relación con las temáticas de la actividad) Referencias bibliográficas (relacionar sólo el material que realmente se usó para el desarrollo de la actividad)

Lineamientos generales del trabajo colaborativo para el desarrollo de la actividad El trabajo colaborativo corresponde a un ejercicio activo en el que se construye conocimiento en equipo, basado en cimientos teórico-prácticos y direccionado desde la creatividad y desarrollo cognoscitivo de cada integrante del grupo.

Planeación de actividades para el desarrollo del trabajo colaborativo

Roles a desarrollar por el estudiante dentro del grupo colaborativo

Para que los objetivos de cada actividad sean materializados el grupo debe en cada tarea: 1. Identificar los objetivos de la actividad en cuestión. 2. Apropiarse de los conocimientos teóricos que le respalden la unidad. 3. Definir una estrategia académica de trabajo que les facilite la interacción grupal. 4. Distribuirse funciones y roles que los incluya de manera equitativa en la construcción del trabajo. 5. Socializar y exponer sus puntos de vista de manera activa y con respeto. 6. Construir de manera organizada y con la normatividad respectiva el documento que le dé respuesta a la guía propuesta. Cada integrante del grupo colaborativo debe tener una función. Dichas acciones pueden ser definidas como “papeles” o “roles” a desempeñar o funciones y son asignadas individualmente a cada integrante del grupo. Los roles o papeles pueden adoptarse por diferentes integrantes durante cada actividad, es decir, tienen carácter rotativo en cada trabajo y son de libre elección por cada participante durante la dinámica del ejercicio. Dichos roles son: a. Líder, facilita el trabajo del grupo, da direcciones, revisa las instrucciones, replantea las metas del grupo, señala límites de tiempo y genera respuestas.

b. Editor, edita lo que el grupo ha escrito, verifica la calidad del contenido. c. Motivador, observa y promueve la participación de los miembros del grupo. d. Integrador, quien resume la información tratada de la manera más completa que le sea posible. e. Generador y Documentador, quien crea respuestas adicionales excediendo las respuestas o conclusión inicial del grupo y originando una variedad de respuestas posibles para elegir. Además, es el responsable de hacer búsquedas que apoyen el logro de la tarea En la producción de los entregables, pueden definirse responsabilidades específicas que se orienten a cumplir con los tiempos y requerimientos formales del producto a entregar, para lo cual se definirán roles puntuales como son

Roles y responsabili dades para la producción de entregables por los estudiantes

Compilador: debe consolidar el documento que se constituye como el producto final del debate, teniendo en cuenta que se hayan incluido los aportes de todos los participantes y que sólo se incluya a los participantes que intervinieron en el proceso. Una vez finalizada la estructuración del informe comunica al líder para que realice la entrega al tutor. Revisor: Debe asegurar que el escrito cumpla con las normas de presentación de trabajos exigidas por el docente, y comprobar que el documento esté completo. Evaluador: Asegurar que el documento contenga los criterios presentes en la rúbrica. Debe comunicar a la persona encargada de las alertas para que informe a los demás integrantes del equipo en caso que haya que realizar ajustes sobre el tema. Entregas: Alertar sobre los tiempos de entrega de los productos y enviar el documento en los tiempos estipulados, utilizando los recursos destinados para el

envío, e indicar a los demás compañeros que se ha realizado la entrega.

Uso de referencias

Políticas de plagio

Alertas: Asegurar que se avise a los integrantes del grupo de las novedades en el trabajo e informar al docente mediante el foro de trabajo y la mensajería del curso, que se ha realizado el envío del documento Para referenciar los documentos debe hacer uso de la Norma APA la cual tendrá prioridad sobre otro tipo de Norma que se considere necesaria En el acuerdo 029 del 13 de diciembre de 2013, artículo 99, se considera como faltas que atentan contra el orden académico, entre otras, las siguientes: literal e) “El plagiar, es decir, presentar como de su propia autoría la totalidad o parte de una obra, trabajo, documento o invención realizado por otra persona. Implica también el uso de citas o referencias falsas, o proponer citas donde no haya coincidencia entre ella y la referencia” y literal f) “El reproducir, o copiar con fines de lucro, materiales educativos o resultados de productos de investigación, que cuentan con derechos intelectuales reservados para la Universidad”. Las sanciones académicas a las que se enfrentará el estudiante son las siguientes: a) En los casos de fraude académico demostrado en el trabajo académico o evaluación respectiva, la calificación que se impondrá será de cero punto cero (0.0) sin perjuicio de la sanción disciplinaria correspondiente. b) En los casos relacionados con plagio demostrado en el trabajo académico cualquiera sea su naturaleza, la calificación que se impondrá será de cero punto cero (0.0), sin perjuicio de la sanción disciplinaria correspondiente

4. Formato de Rubrica de evaluación

Formato rúbrica de evaluación Actividad Actividad ☐ ☒ Tipo de actividad: individual colaborativa Intermedia, ☒ Momento de la evaluación Inicial ☐ Final ☐ Unidad 2 Niveles de desempeño de la actividad individual Aspectos evaluados Puntaje Valoración alta Valoración media Valoración baja El estudiante El estudiante participa en la participa en la El estudiante no Participación del solución del punto 1 solución del punto 1 realiza aportes a la estudiante en el de la guía con de la guía pero sus solución del punto 10 aportes pertinentes aportes no son punto 1 1 a la solución del pertinentes a la mismo solución del mismo (Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos) (Hasta 0 puntos) El estudiante El estudiante participa en la participa en la El estudiante no solución del punto 2 solución del punto 2 realiza aportes a la Participación del de la guía con de la guía pero sus solución del punto estudiante en el 10 aportes pertinentes aportes no son 2 punto 2 a la solución del pertinentes a la mismo solución del mismo (Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos) (Hasta 0 puntos) Niveles de desempeño de la actividad colaborativa Aspectos evaluados Puntaje Valoración alta Valoración media Valoración baja Se utiliza el Se utiliza el comando de comando de software software correcto No se obtiene el incorrecto al Punto 1: para graficar el lgr lugar geométrico intentar graficar el Uso del software del sistema y se de las raíces del 5 lgr del sistema o se para graficar el lgr emplea la función sistema utiliza la función del sistema de transferencia de transferencia correcta incorrecta (Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)

Algunos de los Todos los rangos rangos de ganancia de ganancia “k” “k” seleccionados Punto 1: Rangos de seleccionados son son acordes al k del lgr acordes al diagrama diagrama (Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos) Se diligencia la Se diligencia la tabla 1 con todos tabla 1 con todos los parámetros los parámetros correctos y se correctos pero no Punto 1: Parámetros demuestran se demuestran del lgr del sistema matemáticamente o matemáticamente o con ayuda del con ayuda del software de apoyo software de apoyo (Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos)

Ningún rango de ganancia “k” seleccionado es coherente con el diagrama (Hasta 0 puntos) Se diligencian sólo algunos parámetros correctos de la tabla 1 o no se diligencia la tabla

5

5

(Hasta 0 puntos)

Se diligencia la Se diligencia la tabla 2 con todos tabla 2 con todos Se diligencian sólo los parámetros los parámetros algunos correctos y se correctos pero no parámetros Punto 1: Parámetros demuestran se demuestran correctos de la respuesta escalón matemáticamente o matemáticamente o tabla 2 o no se con ayuda del con ayuda del diligencia la tabla software de apoyo software de apoyo (Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)

5

5

25

Punto 1: Solución a preguntas planteadas

Punto 2: Diseño de compensador

Se responden de manera acertada todas las preguntas planteadas en el ítem e

Se responden de manera acertada dos preguntas planteadas en el ítem e

(Hasta 5 puntos)

(Hasta 3 puntos)

Sólo se responde de manera acertada una pregunta planteada en el ítem e ó no se da respuesta a ninguna pregunta (Hasta 0 puntos)

La técnica de diseño del compensador y el proceso de cálculo de sus componentes

La técnica de diseño del compensador y el proceso de cálculo de sus componentes

El diseño planteado no cumple con los parámetros

son acertados

presenta errores en solicitados su procedimiento

(Hasta 25 puntos) (Hasta 15 puntos) (Hasta 0 puntos) Mediante simulación, se demuestra que el diseño del compensador es válido, sustentando con pantallazos y argumentos válidos

Aunque se adjuntan pantallazos de la simulación, éstos no son argumentados para demostrar el compensador diseñado

(Hasta 20 puntos) Se realiza la simulación del sistema Componente compensado en lazo práctico Punto 2: cerrado ante una Simulación del entrada escalón sistema compensado unitario y se ante entrada escalón determinan los unitario parámetros de la respuesta en el tiempo del sistema

(Hasta 10 puntos) Se realiza la simulación del sistema compensado en lazo cerrado ante una entrada escalón unitario pero no se determinan los parámetros de la respuesta en el tiempo del sistema

Componente práctico Punto 2: Comprobación del diseño del compensador

Estructura del informe

No se demuestra mediante simulación el diseño planteado

(Hasta 0 puntos)

No se realiza la simulación solicitada

(Hasta 20 puntos) (Hasta 10 puntos) Aunque el documento presenta El documento una estructura base, presenta una la misma carece de excelente estructura algunos elementos del cuerpo solicitado

El grupo no tuvo en cuenta las normas básicas para la construcción de informes.

(Hasta 10 puntos)

(Hasta 0 puntos)

(Hasta 5 puntos)

20

20

(Hasta 0 puntos)

Calificación final

10

120