Equipos de laboratorio para modelado, análisis, diseño e implementación de sistemas de control de ingeniería

Abstract

Equipos de laboratorio permiten el desarrollo de habilidades técnicas en la educación de ingeniería. En sistemas de control, se requieren equipos asequibles, portables y de fácil uso que permitan realizar prácticas sobre todo el currículo. Este artículo presenta el desarrollo y validación de equipos físicos portables para la educación en sistemas de control de ingeniería. Estos recursos tienen como objeto apoyar el desarrollo de actividades prácticas. Los equipos son un prototipo de péndulo y un prototipo de un sistema térmico que permiten obtener un sistema de segundo orden y uno de primer orden con tiempo muerto. Los prototipos se construyen utilizando elementos de fácil acceso y de fácil uso. Estos recursos se validaron funcionalmente de acuerdo con requerimientos definidos concernientes a: modelado donde la respuesta temporal de los prototipos se utilizó con éxito para encontrar una representación entrada-salida y espacio de estados, análisis donde se identificó la respuesta en frecuencia y se comparó con resultados analíticos, diseño e implementación de algoritmos de control básicos y avanzados incluyendo un Proporcional- Integral-Derivado (PID), y de realimentación de estados donde los prototipos se configuraron para su implementación. Los prototipos se utilizaron en el desarrollo de actividades de proyectos en los cursos de sistemas de control del programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Valle en el último y primer semestre de 2022 y 2023, respectivamente. Se recogieron opiniones de los estudiantes para abordar la usabilidad y pertinencia de estos recursos evidenciando pertinencia para la enseñanza de los sistemas de control de ingeniería.