Los sistemas de control están presentes en el día a día de nuestras vidas. Cuando tomamos una ducha, cuando conducimos un vehículo, o incluso cuando nos desplazamos, dichas actividades necesitan de algún tipo de medida, comparación y ajuste, para lograr un desempeño deseado. Para lograr entender qué significa un desempeño adecuado, recurrimos a modelos matemáticos que nos permitan analizar dichos sistemas dinámicos. Es decir, para diseñar un sistema de control automático, en primera instancia tendremos que recurrir al análisis dinámico para luego poder hacer la síntesis del sistema en cuestión.
Este curso busca introducir de una manera didáctica, por medio de una herramienta computacional (Matlab/Simulink), los conceptos de análisis y diseño de sistemas de control de una entrada y una salida (SISO, por sus siglas en inglés) para sistemas en tiempo continuo. En este curso, se hará énfasis en los conceptos de respuesta transitoria, estabilidad en el sentido entrada acotada-salida acotada (BIBO, por sus siglas en inglés), y en el concepto de error. Se recurrirá a una representación desde la perspectiva frecuencial (Laplace) y también desde la temporal (representación de estado). Por otro lado, se hará una introducción al diseño de sistemas de control de una entrada y una salida (SISO, por sus siglas en inglés), lineales e invariantes en el tiempo. La síntesis de estos controladores se hará tanto desde la perspectiva frecuencial como temporal. Se hará énfasis en controladores de tres términos PID y en la retroalimentación de estado. El uso de herramientas computacionales de análisis y diseño basados en Matlab/Simulink nos permitirá introducir principios fundamentales, sin tener que recurrir a fondo en la parte matemática.
En este primer módulo, los estudiantes utilizarán las herramientas que provee MATLAB/Simulink para identificar los conceptos de señales y sistemas. Para ello, se identificarán e interpretarán en primera instancia los conceptos de señales y sistemas, y cómo estos se integran en un modelo que representará dicho sistema dinámico. Luego, se buscará interpretar el sentido del modelo obtenido por medio de ecuaciones diferenciales, lo cual llevará al estudiante a obtener una nueva interpretación del modelo bajo ciertas suposiciones que facilitará la manipulación de señales y sistemas.
Introducción al Análisis de Sistemas de Control con Matlab•10 minutes
Video Tutorial Instalación Matlab y Simulink•7 minutes
Uso de Herramientas de Matlab•20 minutes
Uso de Herramientas de Simulink•13 minutes
Introducción del módulo•3 minutes
¿Qué es un Sistema?•7 minutes
Video Tutorial: sistema dinámico masa deslizante con amortiguador •10 minutes
10 readings•Total 241 minutes
Bienvenida al Curso•20 minutes
Recomendaciones para tener exito•10 minutes
Lectura de Introducción a la Semana 1•3 minutes
Señales y Sistemas•40 minutes
Sistemas Dinámicos•50 minutes
Representación de Estado•10 minutes
Representación en el Dominio de la Frecuencia•35 minutes
Relación entre Representaciones•10 minutes
Ejercicio Integrador•60 minutes
Síntesis•3 minutes
1 assignment•Total 40 minutes
Evaluación Sumativa Módulo 1•40 minutes
1 app item•Total 30 minutes
Ejercicio integrador semana 1•30 minutes
2 discussion prompts•Total 20 minutes
Foro de Presentación •10 minutes
Foro: Interactivo Sistema dinámico tanque•10 minutes
Respuesta transitoria, estabilidad y error
Module 2•5 hours to complete
Module details
En este segundo módulo, los estudiantes se enfrentarán a conceptos de análisis como lo son la respuesta transitoria, la estabilidad y el error en estado estacionario. Para ello, en primera instancia se verá cómo las relaciones de modelamiento entre el dominio frecuencial y el temporal se pueden logar, con el fin de utilizar sus respectivas herramientas analíticas. Luego, los estudiantes identificarán cómo analizar un sistema no lineal por medio de un herramienta de Matlab conocida como Control Systems Designer. Finalmente, los conceptos de análisis de sistemas dinámicos lineales e invariantes en el tiempo se presentarán, y todo esto siempre con las ayudas que proveen las herramientas de Matlab/Simulink®.
What's included
3 videos10 readings1 assignment1 app item
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3 videos•Total 21 minutes
Introducción al módulo 2•3 minutes
Motivación Módulo 2•8 minutes
Video Tutorial Ejemplo •10 minutes
10 readings•Total 210 minutes
Lectura de Introducción al Módulo 2•15 minutes
Conceptos de Función de Transferencia•20 minutes
Respuesta Transitoria•30 minutes
Ejercicio Efectos de la Ganancia del Sistema•20 minutes
Linealización•20 minutes
Lazo Cerrado vs Lazo Abierto•40 minutes
Lazo Cerrado Tercer Orden•10 minutes
Estabilidad•30 minutes
Ejercicio Integrador•10 minutes
Síntesis•15 minutes
1 assignment•Total 15 minutes
Evaluación Sumativa Módulo 2•15 minutes
1 app item•Total 30 minutes
Ejercicio integrador semana 2•30 minutes
Controlador de tres términos PID
Module 3•4 hours to complete
Module details
En este tercer módulo, los estudiantes utilizarán las herramientas que provee Matlab/Simulink® para construir la primera estrategia de control denominada PID. Las siglas corresponden a la parte proporcional, integral y derivativa del error de seguimiento en estado estacionario (aunque habrá una serie de variantes como se verá a lo largo del módulo). Esta síntesis, permitirá construir un algoritmo que cumpla ciertas características de desempeño asociadas a la respuesta transitoria del sistema. Múltiples problemas emergen en la implementación de estos controladores, de los cuales se hace énfasis en algunos y de paso cómo deberían solucionarse. Finalmente, se presentará una aplicación del algoritmo estudiado en un ejercicio que busca integrar los conceptos vistos hasta el momento.
What's included
3 videos7 readings2 assignments
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3 videos•Total 20 minutes
Introducción de tres términos PID•3 minutes
¿Qué es Control?•7 minutes
Video Tutorial BallOnBeam•10 minutes
7 readings•Total 185 minutes
Lectura de Introducción al Módulo 3•3 minutes
¿Qué es un PID?•10 minutes
¿Cómo controlar una escoba?•30 minutes
Problemas Comunes en Implementación PID•50 minutes
Métodos de Sintonización de Caída de 1/4•50 minutes
Ejemplo Ball on Beam•40 minutes
Síntesis•2 minutes
2 assignments•Total 45 minutes
Evaluación Sumativa Módulo 3•30 minutes
Preguntas Ejercicio Integrador •15 minutes
Diseño de controladores basados en retroalimentación de estado
Module 4•3 hours to complete
Module details
En este cuarto módulo, los estudiantes utilizarán las herramientas que provee Matlab/Simulink® para construir una estrategia de control basada en el dominio del tiempo. Los controladores basados en retroalimentación de estado son válidos siempre y cuando el sistema sea controlable, por lo cual se arranca por entender este concepto. Una vez se haya verificado dicha condición, se procede a ubicar los polos del sistema en lazo cerrado de acuerdo a las características deseadas. Como los sistemas que se estudian son de una entrada y una salida, se podrá aplicar la fórmula de Ackerman para este diseño. Finalmente, un ejercicio integrador aplicará los conceptos vistos en un péndulo invertido sobre un carro que se desplaza.
What's included
4 videos5 readings2 assignments
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4 videos•Total 16 minutes
Introducción al módulo 4•3 minutes
Control de retroalimentación de estados•4 minutes
Videotutorial péndulo invertido•7 minutes
Cierre del curso•2 minutes
5 readings•Total 123 minutes
Introducción/explicación•3 minutes
Criterios para la Retroalimentación de Estado•50 minutes
Diseño de Controlador por Retroalimentación de Estado•50 minutes
Lectura: Péndulo Invertido•10 minutes
Síntesis•10 minutes
2 assignments•Total 60 minutes
Evaluación sumativa semana 4•30 minutes
New Quiz•30 minutes
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"To be able to take courses at my own pace and rhythm has been an amazing experience. I can learn whenever it fits my schedule and mood."
Jennifer J.
Learner since 2020
"I directly applied the concepts and skills I learned from my courses to an exciting new project at work."
Larry W.
Learner since 2021
"When I need courses on topics that my university doesn't offer, Coursera is one of the best places to go."
Chaitanya A.
"Learning isn't just about being better at your job: it's so much more than that. Coursera allows me to learn without limits."
Learner reviews
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C
CM
5·
Reviewed on Oct 4, 2024
Es un excelente curso donde aprenderas mucho de control y Matlab, recomiendo llevar este curso a la para de un curso de control que abarque mas profundamente el tema
J
J
5·
Reviewed on Sep 24, 2025
Una buena idea y un planteamiento acorde a los objeticvos del curso magistral
L
LN
5·
Reviewed on Oct 7, 2024
Un curso muy completo que le da al estudiante herramientas para analizar y entender los sistemas dinámicos y de control.
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