Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 51
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica e Computación
Áreas: Electrónica
Centro Escola Politécnica Superior de Enxeñaría
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
O obxectivo da materia é familiarizar ao alumno con todos os aspectos relacionados co implementación dun sistema de control. Os resultados da aprendizaxe perseguidos son:
• Comprender o funcionamento dun sistema de control en bucle cerrado, e saber empregar ferramentas informáticas para o seu modelado e estudo.
• Coñecer os principais tipos de controladores e as súas características, e saber cal é o máis adecuado para as diferentes aplicacións, especialmente de sistemas robóticos.
• Coñecer diferentes estratexias para o deseño de controladores e saber como aplicalas.
• Ser capaz de deseñar e desenvolver sistemas de control discreto, a partir das características e especificacións dun sistema.
Saber aplicar ferramentas de análise no dominio da frecuencia para estudar o comportamento de sistemas, identificar as súas necesidades de control e deseñar controladores para eles.
Estes contidos desenvólvense de acordo á seguinte estrutura:
• Control realimentado.
• Tipos e accións de control: P, PD, PI, PID.
• Implementación discreta de controladores.
• Control con perturbacións.
• Control en tempo mínimo.
• Control no dominio da frecuencia.
Estes contidos organízanse en dous bloques coa seguinte distribución temática e distribución temporal en horas presenciais (HP) e horas non presenciais de dedicación por conta do alumno (HNP). A distribución temporal mostra tanto as horas dedicadas a clases expositivas (primeiro número), como as dedicadas a seminarios de problemas (segundo número).
• BLOQUE I. TÉCNICAS CLÁSICAS DE CONTROL (14 HP + 8 HP, 20 HNP + 8 HNP)
o Tema 1. Introdución á enxeñería de control
• Definicións e terminoloxía dos sistemas de control.
• Clasificación dos sistemas de control.
• Exemplos de sistemas de control
o Tema 2. Deseño de sistemas de control no dominio do tempo
• Estrutura básica dun controlador PID.
• Métodos de sintonía experimentais.
• Técnicas de compensación baseadas no lugar das raíces.
o Tema 3. Deseño de controladores discretos
• Discretización de controladores PID.
• Deseño de controladores por asignación de polos.
• Reguladores de tempo mínimo.
o Tema 4. Deseño de sistemas de control no dominio da frecuencia
• Especificacións no dominio da frecuencia.
• Deseño de controladores no dominio da frecuencia.
• BLOQUE II. CONTROL NO ESPAZO DE ESTADOS (10 HP + 4 HP, 16 HNP + 4 HNP)
o Tema 5. Modelo de sistemas no espazo de estados
• Introdución.
• Concepto de estado.
• Representación de sistemas no espazo de estados.
o Tema 6. Análise de sistemas no espazo de estados
• Solución da ecuación de estado.
• Controlabilidade e observabilidade.
o Tema 7. Deseño de sistemas de control no espazo de estados
• Control por realimentación do estado.
Esta materia, no contexto deste grado e atendendo aos seus obxectivos, ten unha orientación claramente práctica. Por iso, ademais da revisión temática exposta, todos os exercicios e problemas, propostos durante o desenvolvemento da materia, acompañaranse das correspondentes simulacións empregando os softwares Matlab/Simulink e SciLab/Xcos e realización de proxectos asociados. Para isto dedicarase 8 HP para o primeiro bloque e 4 HP para o segundo bloque de traballo na aula de informática. Este tempo deberá ser complementado polo alumno cunha dedicación de 14 HNP para o primeiro bloque e 10 horas para o 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.
Ao rematar con éxito esta materia, o alumnado será capaz de:
Coñecementos:
Con50. Coñecer as técnicas clásicas de control en tempo continuo y discreto.
Con51. Coñecer os fundamentos do modelado de sistemas no espazo de estados.
Destreza:
H/D46. Deseñar sistemas de control baseados en controladores PID e compensadores usando a análise da resposta de sistemas no dominio do tempo e da frecuencia.
H/D47. Modelar e analizar sistemas electromecánicos y térmicos no espazo de estados.
Competencia:
Comp07. Analizar e entender a configuración dun sistema de control automático para proceder a súa modificación ou actualización mediante as técnicas que permitan deseñar, configurar e axustar controladores.
A materia consta tanto de contidos teóricos e de seminario que se complementan coas simulacións na aula de informática. Na clase de teoría o profesor expoñerá os contidos teóricos da materia apoiándose en materiais multimedia. Estas clases completarase coa discusión de problemas a realizar nos seminarios. Para a realización das simulacións os alumnos disporán de guións que reflectirán os seus obxectivos e metodoloxía a seguir. A realización dos problemas e simulacións asociadas é obrigatoria.
Para o estudo da materia o alumno disporá da bibliografía básica da materia, así como do material de apoio que use o profesor, ao que se poderá acceder tamén desde a USC virtual.
A avaliación da materia realizarase mediante tres mecanismos:
• Exame final da materia (60% da nota). O exame consistirá na resolución dunha serie de cuestións e problemas. A nota mínima do exame final é de 4 puntos para que sexa tida en conta na avaliación.
• Resolución individual de problemas e simulacións propostas (40% da nota). A avaliación do traballo de resolución de problemas e das correspondentes simulacións realizarase na aula de informática durante a súa realización.
É obrigatorio realizar todas as prácticas de laboratorio propostas para poder aprobar a materia. As cualificacións parciais das diferentes prácticas non se sumarán á nota total de prácticas ata que se completen todas as prácticas.
Os estudantes que teñan concedida a dispensa de asistencia pola Comisión de Título segundo o disposto no Regulamento de asistencia a clase, deben ter en conta que para aprobar a materia, o proceso de avaliación será o mesmo, e deberán realizar as prácticas de laboratorio e as actividades propostas nos seminarios. Recoméndase que os alumnos con dispensa se poñan en contacto co profesor da materia para fixar datas adecuadas para a realización das actividades e prácticas.
Para a convocatoria de segunda oportunidade mantéñense as condicións de avaliación que para a convocatoria ordinaria ou de primeira oportunidade.
Para os casos de realización fraudulenta dos exercicios ou probas, aplicarase o recollido na “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”.
A dedicación das actividades presenciais repártese en:
• 24 horas de clases expositivas.
• 12 horas de seminarios para a resolución de problemas.
• 12 horas de sesións na aula de informática.
• 3 horas de titorías en grupo.
• 4 horas de titorías individualizadas.
• 5 horas para a avaliación.
En canto á dedicación non presencial:
• 36 horas para a revisión de contidos teóricos.
• 12 horas para a realización individual de problemas propostos.
• 24 horas para a preparación e revisión dos traballos de simulación.
• 8 horas para a preparación de titorías (individuais ou en grupo).
• 10 horas para avaliación e revisión da avaliación.
En total, a materia require unha dedicación de 150 horas entre presencias e non presencias. Esta distribución temporal sería suficiente para que un alumno medio opte á máxima nota posible.
Debido á alta correlación existente entre os conceptos desenvolvidos nas clases de teoría e os contidos das prácticas e os seminarios e traballos de simulación, recoméndase aos alumnos constancia no estudo da materia, acudindo ás sesións de simulación e seminarios cos conceptos xa traballados. Coa realización dos seminarios e simulacións, estes quedarán claros e asentados, facilitándose así o estudo e comprensión da materia.
Daniel Nagy
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Electrónica
- Correo electrónico
- daniel.nagy [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Axudante Doutor LOSU