Nombre del programa: Maestría en Ciencias (Control en Sistemas Embebidos)

Plan: Semestral, MCS23, aprobada la reestructuración y cambio de nomenclatura el 29 de junio de 2023 por el H. Consejo Universitario

Admisión o ingreso: Semestral

Tipo de programa: científica

Duración: dos años

Modalidad educativa: Escolarizada

Líneas terminales: Maestro/Maestra en Ciencias (Control en Sistemas Embebidos)

 El programa está dirigido a egresados o profesionistas de áreas afines a la ingeniería, como son la Mecatrónica, la Mecánica, la Eléctrica y la Electrónica, la Automatización, entre otras; que deseen obtener conocimientos en las áreas de investigación relacionadas con el control y los sistemas embebidos.

Los aspirantes a la Maestría en Ciencias (Control en Sistemas Embebidos) deben cumplir con los siguientes requerimientos:

 Conocimientos

• En Matemáticas (Ecuaciones Diferenciales y Álgebra Lineal) y Física.
• Es deseable que el aspirante cuente con conocimientos básicos en Electrónica Digital, Programación Estructurada en Lenguaje de Alto Nivel y Teoría de Control Básica.
• De principios de funcionamiento y operación de equipo instrumental básico (multímetros, osciloscopios, fuentes de voltaje).

Habilidades

• Para el uso correcto de equipo instrumental básico.
• Comunicación de manera oral y escrita empleando lenguaje técnico.
• Aprender nuevas teorías y metodologías de forma supervisada.
• Redacción de documentos técnicos.

Actitudes y valores

• Interés por realizar actividades de investigación y desarrollo tecnológico.
• Gusto por la lectura de diversos tipos de documentos (libros, manuales, reportes, artículos).
• Actitud proactiva para alcanzar los objetivos de investigación planteados.
• Capaz de integrarse en grupos de trabajo multidisciplinarios.
• Actitud propositiva para llegar a soluciones viables mediante reflexión.
• Crítica y reflexiva para toma de decisiones.
• Responsabilidad para atender los compromisos académicos y administrativos en tiempo y forma.
• Compromiso para realizar trabajo de investigación con impacto social.

Capacidades

•  Capacidad de análisis y síntesis.
• De organización y planificación.
• Para aprender de un segundo idioma.
• Trabajo en equipo.

 Al término de sus estudios el egresado tendrá los siguientes atributos:

Conocimientos

• En Control, Control no Lineal, Modelado e Identificación en Sistemas, y Sistemas Embebidos, Automatización.
• Para el diseño electrónico y programación de dispositivos electrónicos programables avanzados necesarios para la realización práctica y funcional de sistemas integrados electrónicos.
• Aplicación del control y los sistemas embebidos con un alto nivel de funcionalidad y confiabilidad para proveer tecnología con capacidad de detección, actuación, control, computación y comunicación.
• Aplicable tanto a software como a hardware.

Habilidades

• Aplicar el método científico para asimilación y generación de conocimiento de frontera en sistemas de embebidos.
• Manejo de herramientas informáticas especializadas para diseño electrónico, desarrollo de software y simulación de sistemas.
• Plantear y resolver problemas donde el control tenga aplicación, mediante métodos sistemáticos y formales.
• Comunicarse, ya sea de forma oral o escrita, de manera clara y efectiva usando un lenguaje técnico adecuado, teniendo el inglés como segundo idioma.
• Búsqueda y organización de información técnica y científica a partir de fuentes confiables de información, como parte del proceso de investigación.
• Redacción de documentos científicos y técnicos cuya finalidad sea la difusión y divulgación del conocimiento.
• Producción y divulgación del conocimiento con estándares de calidad internacional.

Actitudes y valores

• Motivación por mejorar el entorno social y cultural mediante la aplicación de ciencia y tecnología desde la sustentabilidad.
• Compromiso de superación y búsqueda de nuevos retos que motiven a realizar estudios de doctorado.
• Pensamiento crítico para analizar y evaluar sistemas de instrumentación y control automático, proponer alternativas basado en la experiencia, investigación y razonamiento.
• Espíritu emprendedor e innovador con capacidad de liderazgo.
• Conciencia sobre el impacto social y ambiental de la industrialización.
• Honestidad y honorabilidad.
• Responsabilidad social.
• Liderazgo con justicia social y ética.

Competencias

• Capacidad para elaborar y dirigir un proyecto de investigación de naturaleza multidisciplinaria o interdisciplinaria con base en el método científico a través de la creación de entornos colaborativos e inclusivos.
• Adaptación de conocimiento nuevo en el campo del control.
• Desarrollar tecnología innovadora empleando métodos y herramientas adecuadas a la aplicación.
• Elaborar un protocolo de investigación original para realizar estudios de doctorado.
• Trabajar con herramientas tecnológicas e informáticas empleadas en el control.
• Aplicar los conocimientos adquiridos en la maestría para producir soluciones que satisfagan necesidades específicas, considerando la seguridad y el bienestar de la sociedad considerando factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos.
• Reconocer responsabilidades éticas y profesionales en situaciones dentro del campo del control y hacer juicios informados, que deben considerar el impacto de las soluciones en contextos globales, económicos, ambientales y sociales.

Mapa curricular MCS23

Ingreso:

Curso propedéutico. En el curso propedéutico el aspirante debe aprobar los tres cursos específicos que se imparten durante 6 semanas, las materias a impartir se determinan de acuerdo con las necesidades de ingreso de cada programa a ofertar
Por examen de admisión. En el examen de admisión el aspirante deberá aprobar los exámenes de conocimientos que se aplican por cada una de las materias impartidas en el curso de admisión, los cuales estarán basados en una guía temática de estudio que será proporcionada una vez realizado el pago del examen equivalente.
Tanto para el curso propedéutico como para el examen de admisión se realiza una evaluación de los conocimientos y habilidades en torno a cinco asignaturas que son fundamentales para la comprensión y asimilación de los contenidos de los cursos de maestría. El objetivo es homologar los conocimientos mínimos que debe tener cada aspirante al ingresar al programa de su interés.

• Control
• Matemáticas
• Metodología

El aspirante debe obtener un promedio mínimo de ocho en escala de cero a diez en cada una de las asignaturas para ser considerado para formar parte del programa. Tanto el curso como el examen equivalente presentan el 80% de la calificación final para ingresar.
De manera complementaria se le pide al aspirante contar con conocimientos funcionales del idioma inglés comprobables mediante el examen de Certificación de Lengua Inglesa que aplica la Facultad de Lenguas y Letras donde el aspirante deberá mostrar un dominio de al menos 6+ (el examen tiene un costo extra que deberá ser cubierto por el aspirante directamente en la Facultad de Lenguas y Letras).
También deberá presentar el examen nacional EXANI III que aplica el CENEVAL, el cual representa el 20% de la calificación para ingresar.
En caso de ser aceptado el aspirante tendrá derecho a ser postulado al programa de becas CONAHCYT.
La documentación requerida para el ingreso es la siguiente:

• Copia tamaño carta de título profesional de Licenciatura o acta de examen recepcional (el acta sólo aplica si se obtuvo el grado por defensa de tesis).
• Copia tamaño carta de Certificado total de estudios de licenciatura con promedio mínimo de 8.0
• Copia tamaño carta de acta de nacimiento.
• Fotografía reciente, tamaño infantil, a blanco y negro o a color.
• Recibo pagado conforme a la modalidad seleccionada (curso de admisión o examen).
• Carta de exposición de motivos.
• Solicitud de ingreso debidamente llenada (en computadora) y firmada.

La documentación tiene que ser cargada completa y correctamente a la plataforma uaqedvirtual.uaq.mx

Egreso:

Para ser egresado de la maestría se requiere haber cubierto el 100% de los créditos establecidos en el plan de estudios. 

Desarrollo del control y los sistemas embebidos encaminados a contribuir en la resolución de problemas relacionados con el manejo del agua, vivienda, salud y energía

La LGAC cuenta campos temáticos específicos que son abordados desde el campo del control y los sistemas embebidos. Las temáticas son:

• Energías. Donde el control y los sistemas embebidos pueden contribuir con áreas como los vehículos inteligentes (carga de baterías, la tecnología de radar, drones y generadores de trayectorias), energías alternativas (Sistemas de almacenamiento de energía, ciclo rankine orgánico, aprovechamiento de energía termo-solar, sistemas de concentración solar, monitoreo de variables termodinámicas y meteorológicas, energía eólica, biocombustibles e hidrógeno) y automatización de invernaderos (su diseño y construcción, automatización de invernaderos como la fertirrigación, el monitoreo y el control climático).
• Vivienda. La maestría puede incidir en procesos como la Inteligencia artificial (visión artificial, reconocimiento de patrones), los sistemas de control inteligente (sistemas con PLC, sistemas eléctricos, sistemas instrumentados, monitoreo de variables) y los sistemas embebidos (algoritmos inteligentes, desarrollo de aplicaciones de software, sistemas de supervisión y control por medio de adquisición de datos, sistemas teleoperativos, Maquinado de PCBs, desarrollo de sistemas en hardware como FPGA, microcontroladores y System on a Chip) enfocados a la vivienda.
• Automatización industrial. Se contribuye desde la inteligencia artificial, los sistemas de manufactura (detección de vibraciones, identificación de sistemas, maquinado CNC y diseño en CAD/CAM/CAE), la detección de fallas (detección de fallas en estructuras, en motores y sistemas de suministro eléctrico), la robótica (seguimiento de trayectorias entrenamiento en celdas robotizadas, programación de robots, soldadura con microalambre y diseño en CAD de sistemas robotizados) y los sistemas de control inteligente.
• Salud. Desde la bioingeniería con la biomécanica, el procesamiento de señales (software y hardware), el diseño e implementación de sistemas microelectrónicos y la implementación de algoritmos en hardware para bioseñales.

La primera LGAC que se registró (2002) y se vinculó con el programa de maestría es la de “Instrumentación y Control” tiene como eje central el estudio de técnicas modernas para modelado, análisis y control de un sistema físico, así como de los instrumentos necesarios para su aplicación práctica y funcional. Para fomentar la interacción efectiva con otras LGAC de la Facultad de Ingeniería, se definieron tres sublíneas de investigación que se definen por campos de conocimiento más precisos:

• Instrumentación. Enfocada a dirigir las estructuras complejas de control y monitoreo de todos los sistemas industriales para la producción exacta y con ello minimizar los problemas y el rezago de las materias primas para reducir el impacto ambiental de los procesos productivos.
• Control. Complementando a la instrumentación mantiene un valor deseado de una variable, midiendo el valor existente, comparándolo con el valor deseado y utilizando la diferencia para proceder a reducirla.
• Sistemas embebidos. Relacionados con la instrumentación y el control, reducen el tamaño de la solución tecnológica al ajustar herramientas que trabajan de forma autónoma logrando un funcionamiento de forma ininterrumpida y sin necesidad de mantenimiento.

Debido a la relación de la sublínea de Sistemas embebidos con el CA de Sistemas Embebidos y Aplicaciones se cuenta con el apoyo de dicho CA. Estas relaciones de las LGAC han contribuido a que exista trabajo colaborativo demostrable a través de productos concretos del núcleo académico y de los estudiantes de posgrado, ya que la definición de los temas de tesis está enfocados a resolver problemáticas reales con un enfoque en investigación aplicada. Por otra parte, la integración de los comités tutoriales se conforma por miembros de distintas LGAC y con ello son equipos de trabajo multidisciplinarios que enriquecen los trabajos de tesis de los estudiantes. Es importante mencionar que la flexibilidad curricular favorece la transversalidad entre las LGAC.

• Aviles, M., Rodríguez-Reséndiz, J., Pérez-Ospina, J., & Lara-Mendoza, O. (2023). A Comprehensive Methodology for the Development of an Open Source Experimental Platform for Control Courses. Technologies, 11(1), 25.
• Alvarez-Diazcomas, A., Rodríguez-Reséndiz, J., & Carrillo-Serrano, R. V. (2023). An improved battery equalizer with reduced number of components applied to electric vehicles. Batteries, 9(2), 65.
• Guerrero-Sánchez, A. E., Rivas-Araiza, E. A., Garduño-Aparicio, M., Tovar-Arriaga, S., Rodriguez-Resendiz, J., & Toledano-Ayala, M. (2023). A Novel Methodology for Classifying Electrical Disturbances Using Deep Neural Networks. Technologies, 11(4), 82.
• Jauregui-Correa, J. C., Morales-Velazquez, L., Otremba, F., & Hurtado-Hurtado, G. (2022). Method for predicting dynamic loads for a health monitoring system for subway tracks. Frontiers in Mechanical Engineering, 8, 858424.
• Thenozhi, S., Sánchez, A. C., & Rodríguez-Reséndiz, J. (2021). A contraction theory-based tracking control design with friction identification and compensation. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 69(6), 6111-6120.
• Solis-Cisneros, H. I., Sevilla-Camacho, P. Y., Robles-Ocampo, J. B., Zuñiga-Reyes, M. A., Rodríguez-Resendíz, J., Muñiz-Soria, J., & Hernández-Gutiérrez, C. A. (2022). A dynamic reconfiguration method based on neuro-fuzzy control algorithm for partially shaded PV arrays. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 52, 102147.
• Jáuregui-Correa, J. C., & Gómez-Loenzo, R. A. (2021). The effect of roller-bearing stiffness on the machining process stability. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 114, 2527-2547.
• Álvarez-Alvarado, J. M., Ríos-Moreno, J. G., Obregón-Biosca, S. A., Ronquillo-Lomelí, G., Ventura-Ramos Jr, E., & Trejo-Perea, M. (2021). Hybrid techniques to predict solar radiation using support vector machine and search optimization algorithms: a review. Applied Sciences, 11(3), 1044.
• Álvarez-Alvarado, J. M., Ríos-Moreno, J. G., Ventura-Ramos, E. J., Ronquillo-Lomeli, G., & Trejo-Perea, M. (2020). An alternative methodology to evaluate sites using climatology criteria for hosting wind, solar, and hybrid plants. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1-18.
• Macias-Bobadilla, G., Becerra-Ruiz, J. D., Estévez-Bén, A. A., & Rodríguez-Reséndiz, J. (2020). Fuzzy control-based system feed-back by OBD-II data acquisition for complementary injection of hydrogen into internal combustion engines. International Journal of Hydrogen Energy, 45(51), 26604-26612.
• Álvarez-Alvarado, J. M., Ríos-Moreno, G. J., Ventura-Ramos, E., Ronquillo-Lomelí, G., & Trejo-Perea, M. (2019). Experimental study of a 1-kW organic rankine cycle using R245fa working fluid and a scroll expander: A case study. IEEE Access, 7, 154515-154523.
• Martínez‐Prado, M. A., Rodríguez‐Reséndiz, J., Gómez‐Loenzo, R. A., Camarillo‐Gómez, K. A., & Herrera‐Ruiz, G. (2019). Short informative title: Towards a new tendency in embedded systems in mechatronics for the engineering curricula. Computer Applications in Engineering Education, 27(3), 603-614.
• Martínez-Prado, M. A., Rodríguez-Reséndiz, J., Gómez-Loenzo, R. A., Herrera-Ruiz, G., & Franco-Gasca, L. A. (2018). An FPGA-based open architecture industrial robot controller. IEEE Access, 6, 13407-13417.
• Mendoza-Mondragón, F., Hernández-Guzmán, V. M., & Rodríguez-Reséndiz, J. (2018). Robust speed control of permanent magnet synchronous motors using two-degrees-of-freedom control. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65(8), 6099-6108.
• Macias-Bobadilla, G., Rodríguez-Reséndiz, J., Mota-Valtierra, G., Soto-Zarazúa, G., Méndez-Loyola, M., & Garduño-Aparicio, M. (2016). Dual-phase lock-in amplifier based on FPGA for low-frequencies experiments. Sensors, 16(3), 379.
• Pérez-Soto, G. I., Crane, C., Rico, J. M., Cervantes-Sanchez, J. J., González-Palacios, M. A., Gallardo-Mosqueda, L. A., ... & Tadeo-Chávez, A. (2015). On the computer solutions of kinematics analysis of linkages. Engineering with Computers, 31, 11-28.
• Jáuregui, J. C., Hernández, E. E., Ceccarelli, M., López-Cajún, C., & García, A. (2013). Kinematic calibration of precise 6-DOF Stewart platform-type positioning systems for radio telescope applications. Frontiers of Mechanical Engineering, 8, 252-260.
• Carrillo‐Serrano, R. V., Hernández‐Guzmán, V. M., & Santibáñez, V. (2012). Global Asymptotic Stability of PD Control for PM Stepper Motor Servo‐Systems. Asian Journal of Control, 14(5), 1449-1457.

El Estado de Querétaro es distinguido actualmente como una de las principales zonas con mayor crecimiento industrial en el país, su localización geográfica e infraestructura es estratégica para la atracción de empresas especialmente del sector industrial. Lo anterior, también es promovido por la estrecha vinculación entre la industria, el gobierno y la academia.

De acuerdo con la Secretaría de Economía, durante los primeros tres meses del 2021, el estado captó una inversión extranjera directa por la cantidad de 271 millones de dólares y se confirmó la inversión de diez nuevas empresas, principalmente del sector automotriz y tecnológico. Del 2019 a la fecha se ha acumulado más de 197 mil 868 millones de pesos de sectores industriales enfocados a la actividad automotriz que dependen del control y de los sistemas embebidos. Pese a la pandemia del 2020, durante el primer trimestre, la industria en el Estado logró reactivarse a más del 75% de la capacidad de producción reportada antes de este periodo.
Un estudio de New Engineer (McClements, 2021) indica que en el 2021 la tendencia en la ingeniería es la tecnología de la información y los espacios inteligentes basados en computación cognitiva, por ello los ingenieros se ubican en el segundo lugar de las profesiones que mejores ingresos tienen, pues rondan los cien mil dólares anuales. Por su parte la Encuesta Nacional de Ocupación y Empleo 2021 realizada por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social (Gráfica 1) los profesionales del campo del Control y de la electrónica se encuentran entre las carreras mejor pagadas en México, además menciona que se posiciona como una de las carreras con mejor futuro debido a la revolución del sector industrial.
De acuerdo con la coordinación de seguimiento de egresados de la Facultad de Ingeniería para el periodo 2020 el 75% de los entrevistados se encontraba trabajando después de haber concluido sus estudios y el trabajo que desempeñan tiene congruencia con sus estudios. De los entrevistados que se encontraban trabajando el 50% estaba en una empresa y el 25% en una institución de investigación o educativa, ganando en promedio entre los 16 mil y los 20 mil pesos mensuales.
Por estas razones el campo laboral dentro del sector industrial es amplio y se encuentra en expansión debido al auge de la Industria Inteligente, pues asegura la empleabilidad de los egresados de la maestría, y aún más con la reestructuración al incorporar al programa tópicos enfocados a otorgar a los estudiantes las herramientas y los conocimientos necesarios para adentrarse a este sector en progreso.

La movilidad de este programa queda enmarcada en los programas implementados por la Dirección de Cooperación y Movilidad Académica de la UAQ y por los convenios propios del programa de maestría en ciencias en instrumentación y control automático, siguiendo los lineamientos establecidos por la división de investigación y posgrado de la Facultad de Ingeniería.

En este sentido se identifican dos tipos de movilidad:

1. Estancia académica: Consiste en tomar cursos completos en una institución receptora y además se podrá realizar investigación.
2. Estancia de investigación. Consiste en realizar estancias cortas para realizar exclusivamente actividades de investigación en una institución receptora.

Para una estancia académica, los trámites deben iniciarse durante el periodo anterior previo al que se pretende realizar la movilidad. La movilidad académica debe presentar y autorizarse por parte del H. Consejo Universitario.

Para una estancia de investigación, los trámites se pueden en el semestre inmediato anterior y será suficiente con que sean aprobados por el H. Consejo de posgrado; para que el alumno no se retrase con sus materias los cursos, previa autorización de los profesores, director de tesis y coordinador del programa, podrán ser tomados por videoconferencia, por un periodo máximo de tres meses.

La movilidad académica realizar a partir de haber concluido totalmente el primer semestre del programa, siempre y cuando el coordinador del programa, el jefe de la división y el director de tesis lo autoricen, considerando la trayectoria académica del estudiante. El estudiante y el investigador responsable de la institución receptora tendrán la obligación de generar un reporte de las actividades llevadas a cabo durante la estancia dirigido al coordinador del programa.

La facultad de ingeniería dispone de espacios amplios y suficientes para impartición de cursos y realización de experimentos de laboratorio, con acceso a internet inalámbrico. A continuación se detallan
Aulas. Las actividades de docencia se realizan en el edificio H de la Facultad de Ingeniería, el cual comprende 6 salones con unidad de clima, servicio de internet, proyectores, pintarrones, mesas y sillas. En adición se dispone de una sala de juntas para realizar exposiciones y reuniones.

Auditorios

• El auditorio de la Jesús Pérez Hermosillo Facultad de Ingeniería está disponible para actividades generales que incluyen: exámenes de grado, conferencias y reuniones informativas.

Cubículos de alumnos

• Los alumnos con dedicación de tiempo completo al programa disponen de dos salas con instalaciones eléctricas y acceso a internet inalámbrico.

Cubículos de profesores

•  Los profesores de tiempo completo que dan servicio al programa de estudios (clases y dirección de trabajos de tesis) cuentan con un cubículo, los cuales se encuentran distribuidos en diferentes edificios, de acuerdo al área de estudio, que incluyen el Laboratorio de Mecatrónica, Laboratorio de Instrumentación y Control y el Edificio F. Todos los cubículos tienen las características de espacio y servicios necesarias para llevar a cabo actividades de tutoría y asesoría.

Departamentos R&D+i

• El programa de cuenta tres departamentos: “proyectos especiales”, “diseño mecánico” y de “realidad aumentada”, donde se realiza trabajos de investigación, desarrollo e innovación (R&D+i).

Laboratorio de Automatización

• Con espacios para pruebas y experimentos con máquinas eléctricas, sistemas de automatización hidráulica y neumática, y sistemas de control de procesos Delta V. Además cuenta con un almacén altamente equipado con instrumentos como fuentes de voltaje, multimetros, osciloscopios, y PLC’s.

Laboratorio de Mectrónica

• El laboratorio cuenta con un almacén con equipo instrumental como fuentes de voltaje, multimetros, osciloscopios de cuatro canales, osciloscopio de señal mixta, analizador lógico, analizador de espectro, kits de desarrollo para microcontroladores, FPGA, DSP y sistemas embebidos, cámaras termográficas.
• Dentro del laboratorio de mecatrónica se ubica el “centro de diseño y maquinado de circuitos impresos”. Espacio dedicado a la realización de prototipos rápidos de circuitos impresos (PCB) y soldadura de componentes SMD en placa. Se cuenta con una máquina para prototipado rápido marca Protomat modelo s63 con cambio automático de herramienta.
• El laboratorio de mecatrónica, además dispone de una sala de juntas acondicionada con cañón proyector y pintarrones.