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: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
El diseño de sistemas de control de robots y/o procesos industriales es imprescindible para el funcionamiento autónomo de este tipo de sistemas. Esta materia se enfoca en el estudio de los fundamentos de sistemas de control de sistemas discretos y continuos, tanto en su análisis como en su diseño. El objetivo de los sistemas de control es proporcionar flexibilidad y autonomía, para permitir que los sistemas robóticos y/o procesos industriales puedan adaptarse a situaciones cambiantes en el entorno y se reduzca la intervención humana. El diseño e implementación de un sistema de control involucra varias disciplinas tales como matemáticas, física, mecánica, electrónica e informática. En esta asignatura se van a introducir los fundamentos y principios básicos para identificar y analizar sistemas físicos para poder diseñar o analizar un sistema de control básico que acoplado al primero permita controlarlo para modificar su comportamiento de acuerdo con unas especificaciones deseadas.
Los contenidos de esta asignatura están encaminados a proporcionar una introducción a la teoría de control desde una perspectiva práctica.
- Introducción a los sistemas de control.
- Identificación de sistemas y función de transferencia.
- Modelado de sistemas dinámicos.
- Estabilidad.
- Análisis e identificación de la respuesta temporal.
- Análisis de la respuesta transitoria.
- Lugar de las raíces.
Estos contenidos se desarrollan de acuerdo con la siguiente estructura, donde se indica una estimación del número de horas presenciales (HP) y de las horas no presenciales (HNP):
BLOQUE I. Sistemas continuos
Tema 1. Modelo matemático de sistemas dinámicos (6 HP + 10 HNP)
1.1 Introducción
1.2 Técnicas de control.
1.3 Diseño de sistemas de control
1.4 Modelado matemático: Sistemas lineales y no lineales. Linealización..
1.5 Función de transferencia, diagrama de bloques y grafos o flujo de señales.
1.5 El concepto de la realimentación: Lazo cerrado frente a lazo abierto.
1.6 Modelado de sistemas eléctricos y mecánicos.
Tema 2. Análisis de comportamiento. Respuesta transitoria y estacionaria (6 HP + 10 HNP)
2.1 Función de transferencia. Polos y ceros. Descomposición en fracciones simples.
2.2 Señales elementales en tiempo continuo.
2.3 Sistemas de primer y segundo orden. Sistemas de orden superior: Sistema reducido equivalente.
2.3 Respuesta transitoria ante señales de referencia en continuo.
2.4 Errores en estado estacionario de sistemas con realimentación.
2.5 Identificación de sistemas conociendo su respuesta.
2.6 Sensibilidad de los sistemas de control a variación de parámetros.
Tema 3. Estabilidad y Análisis de sistemas de control en el plano s (4 HP + 7 HNP)
3.1 Concepto de estabilidad en sistemas continuos
3.2 Criterio de estabilidad absoluta de Routh-Hurwitz para sistemas continuos.
3.3 Método del Lugar de las raíces y reglas generales para su construcción.
3.4 Consideraciones de diseño de parámetros para el lugar de las raíces.
Tema 4. Análisis en el dominio de la frecuencia de un sistema continuo (4 HP + 7 HNP)
4.1 El concepto de respuesta en frecuencia.
4.2 Diagrama de Bode.
4.3 Respuesta en frecuencia: Comportamiento temporal especificado en el dominio de frecuencias.
BLOQUE II. Sistemas discretos
Tema 5. Modelo y estabilidad en sistemas discretos (2 HP + 3 HNP)
5.1 Diferencias entre sistemas de tiempo continuo y discreto.
5.2 Función de transferencia de sistemas lineales discretos.
5.3 Diagrama de Bloques y Grafos o flujo de señales .
5.4 Estabilidad en sistemas discretos (plano z). Criterio de estabilidad de Jury para sistemas discretos.
5.5 Estabilidad relativa de un sistema muestreado (2 HP + 3 HNP)
Tema 6. Análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia.
6.1 Señales elementales en tiempo discreto y respuesta transitoria de sistemas discretos.
6.2. Errores en estado estacionario de sistemas discretos.
6.3. Lugar de las raíces en el plano z.
6.4. Respuesta en frecuencia.
Sesiones interactivas:
Los contenidos teóricos se complementan con una sesiones interactivas en la que se ilustrarán los contenidos de la materia y permitirán que el alumnado desarrolle competencias transversales de la titulación. Las sesiones interactivas se realizarán en sesiones de 2 horas, con un total de 12 sesiones.
Se propone la realización de una serie de prácticas a desarrollar en las sesiones interactivas:
• PRACTICA 0. Fundamentos de Matlab para el estudio y análisis de sistemas de control. (2 HP + 3 HNP)
• PRÁCTICA 1. Función de transferencia, diagrama de bloques y modelado de sistemas. (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 2. Sistemas de primer y segundo orden. (8 HP + 12 NHP)
• PRÁCTICA 3: Errores en régimen permanente (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 4. Diagramas de Bode: Comportamiento en frecuencias (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 5. Modelado y análisis de sistemas discretos (2 HP + 3 HNP)
Bibliografía Básica
• OGATA, Katsuhiko, Ingeniería de control moderna, 5ª edición. Prentice Hall, Madrid, 2010
• Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de control moderno, Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2005.
• Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Modern Control Systems, Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2022.
• OGATA, Katsuhito, Problemas de ingeniería de control utilizando Matlab, Madrid : Prentice Hall, 1999.
• NISE, Norman, Control Systems Engineering. Wiley, 2019.
Bibliografía Complementaria:
• Interactive Live Script Control Tutorials for MATLAB and Simulink. https://es.mathworks.com/campaigns/products/control-tutorials.html.
• Control tutorials for Matlab and Simulink. Carnegie Mellow University. http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?aux=Home
• OGATA, Katsuhiko, Sistemas de control en tiempo discreto, Prentice-Hall, México, 1996
• SOLIMAN, Samir S.; SRINATH, Mandyam D., Continuous and discrete signals and systems, Prentice Hall, , 1998
• SALGADO, Mario E.; YUZ, Juan I.; ROJAS, Ricardo A. Análisis de sistemas lineales, Prentice-Hall, CEA, Madrid, 2005.
Al terminar con éxito esta asignatura, el alumnado será capaz de:
Conocimiento:
Con22. Conocer las principales herramientas matemáticas empleadas para el modelado de sistemas.
Con23. Conocer el concepto y aplicación del control automático y técnicas de control.
Con24. Conocer la diferencia entre los distintos sistemas de control (lazo abierto, lazo cerrado, continuos y
discretos) y las técnicas de análisis de estabilidad.
Destreza:
H/D25. Analizar la estabilidad de sistemas en el plano s y en el dominio de la frecuencia.
H/D26. Analizar la respuesta temporal de un sistema.
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 asignatura consta tanto de contenidos teóricos como prácticos. En las sesiones expositivas se expondrán los contenidos teóricos de la materia apoyándose en materiales multimedia que se completarán con la realización de problemas. Se fomentará la participación del alumnado en las sesiones expositivas. La asistencia a las sesiones expositivas es obligatoria.
Las sesiones interactivas consistirán en el uso de un software de simulación de sistemas de control para analizar y estudiar los distintos conceptos introducidos en las sesiones expositivas y la realización de montajes experimentales de sistemas eléctricos para analizar su modelado y respuesta. Para la realización de las prácticas el alumnado dispondrá de guiones que reflejarán sus objetivos, material y métodos. La asistencia a las sesiones interactivas es obligatoria.
Para el estudio de la asignatura el alumnado dispondrá de la bibliografía básica de la asignatura, así como del material de apoyo que use el profesor, al que se podrá acceder también desde el Campus Virtual de la USC.
La evaluación de la materia se hará mediante las siguientes actividades:
- Examen escrito final: supondrá un 50% de la nota total. Esta prueba constará de una parte teórica y una parte práctica de resolución de problemas. Para poder superar el examen será necesario obtener una cualificación de 5 sobre 10 en la parte teórica. Una puntuación global en el examen de 4 sobre 10 puntos permitirá hacer media con el resto de las actividades de la materia.
- Evaluación de las prácticas: la evaluación del trabajo práctico realizado por el alumnado en las sesiones interactivas supondrá un 30% de la cualificación final. La asistencia a las sesiones interactivas es obligatoria. Para poder superar a materia será requisito imprescindible tener superadas las prácticas con una cualificación de por lo menos el 50% de su valor total.
- Actividades de evaluación continua: un 20% de la nota total vendrá dada por las actividades de evaluación continua propuestas por el profesor durante el semestre.
Todo el alumnado tiene derecho a asistir al examen de la segunda oportunidad. Se mantiene las calificaciones, y también su peso en la nota final, obtenida en cada una de las partes: trabajo práctico, actividades de evaluación continua y participación activa del alumnado.
La asistencia a las sesiones interactivas será obligatoria salvo causa justificada. No será posible la superación de la materia salvo que se haya asistido como mínimo al 80% de las sesiones interactivas. La no asistencia a las mismas impedirá la superación de la materia tanto en la oportunidad ordinaria como en la de segunda oportunidad.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la ”Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones”, que en su artículo 16 indica:
La realización fraudulenta de algún ejercicio o prueba exigida en la evaluación de una asignatura implicará la calificación de suspenso en la convocatoria correspondiente, con independencia del proceso disciplinario que se pueda seguir contra el alumno infractor. Se considerará fraudulenta, entre otras, la realización de trabajos plagiados u obtenidos de fuentes accesibles al público sin reelaboración o reinterpretación y sin citas a los autores y de las fuentes.
Relación entre sistemas de evaluación y competencias evaluadas.
Actividades de evaluación continua y examen final: CON22, CON23, CON24, H/D25, H/D26.
Realización de prácticas: H/D25, H/D26, COMP7
EVALUACIÓN DE ALUMNADO DE SEGUNDA MATRÍCULA
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El alumnado de segunda matrícula que haya superado las prácticas en convocatorias anteriores estará exento de su realización. En cuanto al examen final y el proceso de evaluación continua seguirán el mismo proceso que el alumnado de primera matrícula. La calificación de la parte práctica se conservará si hubiera sido superada (calificación del al menos el 50% del valor total de las prácticas) durante tres cursos académicos, transcurrido este período se deberán repetir las prácticas.
EVALUACIÓN DE ALUMNADO CON DISPENSA
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En caso de alumnado con dispensa de asistencia se eximirá de la asistencia a las sesiones expositivas, pero deberá realizar las prácticas de forma presencial. Se le aplicarán los mismos criterios de evaluación que al resto del alumnado.
La dedicación a actividades presenciales se organiza en:
- 24 horas de sesiones expositivas (asistencia obligatoria)
- 24 horas de sesiones interactivas (asistencia obligatoria)
- 4 horas de tutorías individuales (asistencia recomendable)
- 3 horas de tutorías en grupos pequeños (asistencia recomendable)
- 5 horas de actividades de evaluación (asistencia obligatoria)
Se contempla además una dedicación de horas no presenciales por parte del alumnado:
- 36 horas revisión teoría y problemas (trabajo individual)
- 36 horas preparación de sesiones interactivas (trabajo individual o en pequeños grupos).
- 8 horas tutorías (trabajo individual o en pequeños grupos)
- 10 horas preparación e revisión do examen final (trabajo individual)
Esta distribución temporal sería suficiente para que el/la alumno/a promedio optase a la máxima nota posible.
Debido a la alta correlación existente entre los conceptos desarrollados en las sesiones expositivas e interactivas, se recomienda al alumnado constancia en el estudio de la materia, acudiendo a las sesiones interactivas cos conceptos ya revisados y trabajados. La realización de las prácticas supone un apoyo importante para que los conceptos teóricos queden asentados y facilitarán la comprensión de la materia. Es recomendable que el alumnado haya superado las materias de Física I, Física II, Fundamentos de Programación, Matemáticas I e Matemáticas II.
Daniel Nagy
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica y Computación
- Área
- Electrónica
- Correo electrónico
- daniel.nagy [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Ayudante Doutor LOSU
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 17:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 7 (Aulario 2) |
| Martes | |||
| 17:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 7 (Aulario 2) |
| 22.01.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |
| 22.01.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 8 (Aulario 2) |
| 13.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 7 (Aulario 2) |
| 13.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 8 (Aulario 2) |