Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 51
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica y Computación
Áreas: Electrónica
Centro Escuela Politécnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
El objetivo de la materia es familiarizar al alumno con todos los aspectos relacionados con la implementación de un sistema de control. Los resultados del aprendizaje perseguidos son:
• Comprender el funcionamiento de un sistema de control en bucle cerrado, y saber usar herramientas informáticas para su modelado y estudio.
• Conocer los principales tipos de controladores y sus características, y saber cuál es el más adecuado para diferentes aplicaciones, especialmente de sistemas robóticos.
• Conocer diferentes estrategias para el diseño de controladores y saber cómo aplicarlas.
• Ser capaz de diseñar e implementar sistemas de control discreto, a partir de las características y especificaciones de un sistema.
• Saber aplicar herramientas de análisis en el dominio de la frecuencia para estudiar el comportamiento de sistemas, identificar sus necesidades de control y diseñar controladores para ellos.
Estos contenidos se desarrollan de acuerdo con la siguiente estructura:
• Control realimentado.
• Tipos y acciones de control: P, PD, PI, PID.
• Implementación discreta de controladores.
• Control con perturbaciones.
• Control en tiempo mínimo.
• Control en el dominio da la frecuencia.
Estos contenidos se organizan en dos bloques con la siguiente distribución temática y distribución temporal en horas presenciales (HP) y horas no presenciales de dedicación por cuenta del alumno (HNP). La distribución temporal muestra tanto las horas dedicadas a clases expositivas (primer número), como las dedicadas a seminarios de problemas (segundo número).
• BLOQUE I. TÉCNICAS CLÁSICAS DE CONTROL (14 HP + 8 HP, 20 HNP + 8 HNP)
o Tema 1. Introducción a la ingeniería de control
• Definiciones y terminología de los sistemas de control.
• Clasificación de los sistemas de control.
• Ejemplos de sistemas de control
o Tema 2. Diseño de sistemas de control en el dominio de tiempo
• Estructura básica de un controlador PID.
• Métodos de sintonía experimentales.
• Técnicas de compensación basadas en el lugar de las raíces.
o Tema 3. Diseño de controladores discretos
• Discretización de controladores PID.
• Diseño de controladores por asignación de polos.
• Reguladores de tempo mínimo.
o Tema 4. Diseño de sistemas de control en el dominio de la frecuencia
• Especificación en el dominio de la frecuencia.
• Diseño de controladores en el dominio de la frecuencia.
• BLOQUE II. CONTROL EN EL ESPACIO DE ESTADOS (10 HP + 4 HP, 16 HNP + 4 HNP)
o Tema 5. Modelo de sistemas en el espacio de estados
• Introducción.
• Concepto de estado.
• Representación de sistemas en espacio de estados.
o Tema 6. Análisis de sistemas en el espacio de estados
• Solución da ecuación de estado.
• Controlabilidad y observabilidad.
o Tema 7. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados
• Control por realimentación del estado.
Esta materia, en el contexto de este grado y atendiendo a sus objetivos, tiene una orientación claramente práctica. Por esto, además de la revisión temática expuesta, todos los ejercicios y problemas, propuestos durante el desarrollo de la materia, se acompañarán de las correspondientes simulaciones usando los softwares Matlab/Simulink e SciLab/Xcos. Para esto, se dedicarán 8 HP para al primer bloque y 4 HP para el segundo bloque de trabajo en el aula de informática. Este tiempo deberá ser complementado por el alumno con una dedicación de 14 HNP para el primer bloque y 10 horas para el segundo bloque.
Bibliografía básica:
• Kuo, Benjamin C., Sistemas automáticos de control, Compañía Editorial Continental: México, 1995.
• Ogata, Katsuhiko, Ingeniería de control moderna, 5ª edición, Prentice Hall: Madrid, 2010.
Bibliografía complementaria:
• Moren, Luis O., Garrido, Santiago, Ingeniería de control, Ariel Ciencia: Barcelona, 2004.
• Nise, Norman S., Control systems engineering (Global Edition), Wiley, 2015.
• Astrom, Karl J., Control PID avanzado, Prentice-Hall, 2009.
• Guzmán Sánchez, José Luis [et al.], Control automático con herramientas interactivas, Pearson, 2012.
• Boylestad, R.L., Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson.
• Ruiz, Txelo, Análisis básico de circuitos eléctricos y electrónicos. Alhambra. 2004
• Alcalde San Miguel, Pablo, Electrónica aplicada, E. Paraninfo, 2016.
• Aliverti, P., Electrónica para makers: Guía completa, Marcombo, 2017.
Al finalizar con éxito esta materia, los estudiantes serán capaces de:
Conocimiento:
Con50. Identificar los aspectos teóricos del control cinemático y dinámico en brazos robóticos.
Con51. Distinguir las áreas clave de aplicación de las técnicas de control visual y de fuerza en brazos robóticos.
Destreza:
H/D46. Diseñar sistemas de control basados en controladores PID y compensadores usando el análisis de la respuesta de sistemas en el dominio del tiempo y de la frecuencia.
H/D47. Modelar y analizar sistemas electromecánicos y térmicos en el espacio de estados.
Competencia:
Comp07. Analizar y entender la configuración de un sistema de control automático para proceder a su modificación o actualización mediante las técnicas que permitan diseñar, configurar y ajustar controladores.
La materia consta tanto de contenidos teóricos como prácticos y de seminario. En la clase de teoría el profesor expondrá los contenidos teóricos de la materia apoyándose en materiales multimedia. Estas clases se completarán con la discusión de problemas a realizar en los seminarios. Para la realización de las prácticas, los alumnos dispondrán de guiones que reflejarán sus objetivos, materiales y métodos. La realización de las prácticas será obligatoria.
Para el estudio de la materia el alumno dispondrá de la bibliografía básica de la materia, así como del material de apoyo que use el profesor, al que se podrá acceder desde la USC virtual.
La evaluación de la materia se realizará mediante tres mecanismos:
• Examen final de la materia (60% da nota). El examen consistirá en la resolución de una serie de cuestiones y problemas. La nota mínima del examen final es de 4 puntos para que se tenga en cuenta en la evaluación.
• Resolución individual de problemas y simulaciones propuestas (40% da nota). La evaluación del trabajo de resolución de problemas y correspondientes simulaciones se realizarán en el aula de informática durante la realización de estas.
Es obligatoria la realización de todas las prácticas de laboratorio propuestas para poder aprobar la materia. Las calificaciones parciales de las diferentes prácticas no sumarán al total de la nota de prácticas hasta que se completen todas las prácticas.
Los estudiantes que tengan concedida la dispensa de asistencia por la Comisión de Título según lo dispuesto en el Reglamento de asistencia a clase deben tener en cuenta que, para aprobar la asignatura, el proceso de evaluación será el mismo, y deberán realizar las prácticas de laboratorio y las actividades propuestas en los seminarios. Se recomienda que los alumnos con dispensa se pongan en contacto con el profesor de la asignatura para fijar fechas adecuadas para la realización de las actividades y prácticas.
Para la convocatoria de segunda oportunidad se mantienen las condiciones de evaluación que para la convocatoria ordinaria o de primera oportunidad.
Para los casos de realización fraudulenta de los ejercicios y pruebas, se aplicará lo recogido en la “Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones”.
La dedicación de actividades presenciales se reparte en:
• 24 horas de clases expositivas.
• 12 horas de seminarios para la resolución de problemas.
• 12 horas de sesiones de laboratorio para la realización de las prácticas propuestas.
• 3 horas de tutorías en grupo.
• 4 horas de tutorías individualizadas.
• 5 horas para la evaluación.
En cuanto a la dedicación no presencial:
• 40 horas para la revisión de contenidos teóricos.
• 20 horas para la realización individual de problemas propuestos.
• 12 horas para la preparación y revisión das prácticas de laboratorio.
• 11 horas para la preparación de tutorías (individuales o en grupo).
• 7 horas para evaluación y revisión de la evaluación.
En total a materia requiere una dedicación de 150 horas entre presenciales y no presenciales. Esta distribución temporal sería suficiente para que un alumno medio opte a la máxima nota posible.
Debido a la alta correlación existente entre los conceptos desarrollados en las clases de teoría y en los contenidos de las prácticas y los seminarios, se recomienda a los alumnos constancia en el estudio de la materia, acudiendo a las sesiones de prácticas y seminarios con los conceptos ya trabajados. Con la realización de las prácticas y los seminarios, estos quedarán claros y asentados, facilitándose así el estudio y comprensión de la materia.
Daniel Nagy
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica y Computación
- Área
- Electrónica
- Correo electrónico
- daniel.nagy [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Ayudante Doutor LOSU