Analoga a Control

8/19/2019 Analoga a Control

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Guía docente de la asignatura

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Universidad de Valladolid1 de 10

Guía docente de la asignatura de Diseño de Sistemas de Control

Asignatura Diseño de Sistemas de Control

Materia Ingeniería de Sistemas y AutomáticaMódulo

Titulación Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática

Plan 452 Código asignatura 42382

Periodo de impartición Segundo cuatrimestre Tipo/Carácter OB

Nivel/Ciclo Grado Curso 3º

Créditos ECTS 6

Lengua en que se imparte Español

Profesor responsable Eutimio Villar Castro

Fernando Tadeo Rico

Datos de contacto (E-mail,teléfono…)

[email protected], tfno: 983185806

[email protected]

Horario de tutor ías Contactar con los profesores para confirmar lugar y hora.

Departamento Ingeniería de Sistemas y Automática (ISA)

1. Situación / Sentido de la Asignatura

1.1 Contextualización

La asignatura corresponde a la vertiente de automática industrial de la titulación, estando directamente

relacionada con otras asignaturas, como Sistemas de Producción y Fabricación y Fundamentos de

Automática.

1.2 Relación con otras materias

Imprescindible tener frescos los conocimientos de la asignatura de Fundamentos de Automática de 2º

curso y 2º cuatrimestre, ya que se hará referencia a ellos frecuentemente.

1.3 Prerrequisitos

La asignatura es continuación natural de Fundamentos de Automática usándose también conceptos de

Matemáticas I, II y III.

2. Competencias

2.1 Genéricas

CG1. Capacidad de análisis y síntesis.CG2. Capacidad de organización y planificación del tiempo.


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CG4. Capacidad de expresión escrita.CG5. Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.CG6. Capacidad de resolución de problemas.CG7. Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.CG9. Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz

2.2 Específicas

CE26. Conocimientos de regulaciones automáticas y técnicas de control y su aplicación a laautomatización industrial.

CE29. Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial. CE12. Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.

3. Objetivos

Entender el funcionamiento de un sistema de control digital realimentado. Aprender a distinguir sus

diferentes componentes y lo que físicamente significan. Ser capaz de ver en sistemas físicos reales

la estructura de control interno que puedan tener.

Saber modelar matemáticamente la relación entre la señal de entrada y salida de un sistema.

Aprender a formular dicha relación como una función de transferencia en el plano z o en espacio de

estados.

Distinguir el efecto físico en un sistema digital de las distintas acciones de control.

Conseguir diseñar los parámetros de un controlador digital empleando técnicas clásicas de control.

Aprender a diseñar la mejor estructura de control digital en un problema con diversas alternativas.

Conseguir entender el concepto de estado y su aplicación al control por realimentación.

Analizar los sistemas de control utilizando las herramientas de análisis temporal y de análisis en el

dominio de la frecuencia y relacionarlo con la estabilidad de los sistemas en espacio de estado.

4. Tabla de dedicación del estudiante a la asignatura

ACTIVIDADES PRESENCIALES HORAS ACTIVIDADES NO PRESENCIALES HORAS

Clases teórico-prácticas (T/M) 22 Estudio y trabajo autónomo individual 60

Clases prácticas de aula (A) 20 Estudio y trabajo autónomo grupal 30

Laboratorios (L) 15

Prácticas externas, clínicas o de

campo0

Seminarios (S) 3

Tutorías grupales (TG) 0

Evaluación 0

Total presencial 60 Total no presencial 90

5. Bloques temáticos


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BLOQUE 1: ESTUDIO DE SISTEMAS DISCRETOS Y MUESTREADOS EN EL DOMINIO Z

Carga de trabajo en créditos ECTS: 1,4

a. Contextualización y justif icación

b. Objetivos de aprendizaje

1. La transformación z. Sistemas discretos y muestreados.

2. Sistemas controlados por computador. Función de transferencia pulsada. Estabilidad y

precisión.

c. Contenidos

TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS(T)

HORAS(A)

1 Sistemas lineales discretos1.1 Transformada z. Propiedades.

1.2 Transformada z inversa. Determinación.

1.3 Determinación de la salida. Sucesión ponderatriz. Función de

transferencia.

2 2

2 Sistemas controlados por computador o sistemas muestreados2.1 Estructura. Muestreador ficticio. Transformada estrellada.

2.2 Función de transferencia pulsada.

2.3 Resolución de sistemas en lazo abierto y en lazo cerrado.

2.4 Estabilidad en sistemas discretos y muestreados.

2.5 Precisión en sistemas muestreados.

3 2

d. Métodos docentes

MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES

Método expositivo/lección magistral.

Resolución de ejercicios y problemas.

Aprendizaje orientado a proyectos.

Aprendizaje mediante experiencias.

e. Plan de trabajo

f. Evaluación

(Ver apartado 7)

g. Bibliografía básica

Charles L. Phillips, T. Nagle. Sistemas de Control Digital. Análisis y Diseño. Gustavo Gili,Madrid, 1993.


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K. Ogata. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Prentice-Hall Hispanoamericana, México

1996.

h. Bibl iografía complementaria

i. Recursos necesarios


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BLOQUE 2: DESCRIPCIÓN INTERNA DE SISTEMAS DINÁMICOS CONTINUOS Y DISCRETOS.CONTROLABILIDAD Y OBSERVABILIDAD.




1 Concepto de estado. Sistemas dinámicos lineales y constantes. La matriz de transferencia.

2 Controlabilidad y observabilidad. Verificación de ambas.

c. Contenidos


HORAS(A)

3 Descripción interna de sistemas dinámicos continuos y discretos3.1 Concepto de estado.

3.2 Sistemas dinámicos lineales y constantes. La matriz de transferencia.

3.3 Resolución de la ecuación de estado para sistemas lineales y

constantes.

3.4 Representación de un sistema muestreado como sistema discreto en

variables de estado.

3 3

4 Controlabilidad y observabilidad en sistemas continuos y discretos

Sistemas continuos: 4.1 Definición de controlabilidad. Caracterización. Subespacio

controlable. Forma canónica.

4.2 Definición de observabilidad. Caracterización. Subespacio no

observable. Forma canónica.

Sistemas discretos:4.3 Idem 4.1 para sistemas discretos.

4.4 Idem 4.2 para sistemas discretos.

4.5 Controlabilidad y observabilidad en sistemas muestreados.

3 2







e. Plan de trabajo


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f. Evaluación

(Ver apartado 7)


V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática I (unidad

didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 1987.

V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática II (unidad

didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 20XX.

S. Domínguez, P. Campoy, J. M. Sebastián, A. Jiménez, Control en el Espacio de Estado.

Prentice Hall, Madrid 2006.


1996.




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BLOQUE 3: ANÁLISIS Y DISEÑO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA DE SISTEMAS CONTINUOSY MUESTREADOS.




1. Respuesta de un sistema muestreado a una excitación sinusoidal.

2. Representaciones gráficas de la función de respuesta en frecuencia. Estabilidad relativa en

el dominio de la frecuencia.

3. Diseño gráfico y analítico en el dominio de la frecuencia de compensadores continuos y

discretos..

c. Contenidos


HORAS(A)

5 Anális is de sistemas muestreados en el dominio de la frecuencia7.1 Respuesta estacionaria de un sistema muestreado estable a una

excitación sinusoidal.

7.2 Representaciones gráficas de la función de respuesta en frecuencia

7.3 Estabilidad relativa en el dominio de la frecuencia. Márgenes de

ganancia (MG) y fase (MF)

3 2

6 Diseño de controladores en serie continuos y discretos en el dominiode la frecuencia8.1 Diseño gráfico en el dominio de la frecuencia de compensadores

(continuos y discretos).

8.2 Procedimientos analíticos de diseño en el dominio de la frecuencia.

3 3







e. Plan de trabajo

f. Evaluación


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(Ver apartado 7)


K. Ogata. Ingeniería de Control Moderna. Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2010.

Charles L. Phillips, T. Nagle. Sistemas de Control Digital, Análisis y Diseño. Gustavo Gili,Madrid, 1993.


1996.

R. C. Dorf, R. H. Bishop. Sistemas de Control Moderno. Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2005.


B. Kuo. Sistemas de Control Automático. Prentice-Hall Hispanoamericana, Prentice-Hall,

México, 1996.

Norman S. Nise. Sistemas de Control para Ingeniería, Compañía Editorial Continental, México,2006.



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BLOQUE 4: CONTROL MODAL Y OBSERVADORES DINÁMICOS




1 Control modal. Asignación de polos.

2 Observadores dinámicos.

c. Contenidos

TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS

(T)

HORAS

(A)

7 Asignación de polos.9.1 Concepto e Ideas básicas.

9.2 Asignación de polos para una entrada escalar en un sistema continuo.

9.3 Asignación de polos en sistemas discretos.

4 3

8 Observadores dinámicos9.1 Reconstrucción del estado. Observador completo.

9.2 Observadores dinámicos de orden reducido.

9.3 Compensadores con observador reducido.

3 3







e. Plan de trabajo

f. Evaluación

(Ver apartado 7)



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V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática II (unidad

didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 20XX.

S. Domínguez, P. Campoy, J. M. Sebastián, A. Jiménez, Control en el Espacio de Estado.

Prentice Hall, Madrid 2006.


1996.



6. Tempor ización (por bloques temáticos)

BLOQUE TEMÁTICO CARGAECTS

PERIODO PREVISTODE DESARROLLO

BL1.- Estudio de sis temas discretos y muestreados enel dominio z

1,4 Semanas 1 a 4

BL2.- Descripción interna de sistemas dinámicoscontinuos y discretos. Controlabilidad yobservabilidad.

1,5 Semanas 5 a 8

BL3.- Análisis y diseño en el dominio de la frecuenciade sistemas continuos y muestreados

1,5 Semanas 9 a 12

BL4.- Control modal y observadores dinámicos 1,6 Semanas 12 a 15

La distribución es la que figura en el horario oficial (www.eii.uva.es):

Durante 7 semanas hay 2 clases de teoría; el resto de las semanas hay solo una.

Hay 7 sesiones de prácticas de laboratorio de 2 h cada una, más 1h la penúltima semana.

Las prácticas de laboratorio se realizarán a semanas alternas empezando desde la primera

semana.

7. Tabla resumen de los inst rumentos, procedimientos y sistemas de evaluación/calificación

INSTRUMENTO/PROCEDIMIENTO PESO EN LANOTA FINAL

OBSERVACIONES

Prueba escrita al final del cuatrimestre 80%

Informes/memorias 20%

8. Consideraciones finales

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