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: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
O deseño de sistemas de control de robots e/ou procesos industriais é imprescindible para o funcionamento autónomo deste tipo de sistemas. Esta materia enfócase no estudo dos fundamentos de sistemas de control, tanto de sistemas discretos como continuos, na súa análise e no seu deseño.. O obxectivo dos sistemas de control é proporcionar flexibilidade e autonomía, para permitir que os sistemas robóticos e/ou procesos industriais poidan adaptarse a situacións cambiantes no entorno e reducir a intervención humana. O deseño e implementación dun sistema de control involucra diversas disciplinas tales como matemáticas, física, mecánica, electrónica e informática. Nesta materia vanse a introducir os fundamentos e principios básicos para identificar e analizar sistemas físicos para poder deseñar ou analizar un sistema de control básico que acoplado ao primeiro permite controlalo para modificar o seu comportamento de acordo a unhas especificacións desexadas.
Estes contidos desenvólvense de acordo á seguinte estrutura:
• Introdución aos sistemas de control.
• Identificación de sistemas e función de transferencia.
• Modelado de sistemas dinámicos.
• Estabilidade.
• Análise e identificación da resposta temporal.
• Análise da resposta transitoria.
• Estudo do lugar das raíces.
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. SISTEMAS CONTINUOS
o Tema 1. Modelo matemático de sistemas dinámicos (6 HP + 10 HNP)
• 1.1 Introdución.
• 1.2 Técnicas de control.
• 1.3 Deseño de sistemas de control.
• 1.4 Modelado matemático: Sistemas lineais e non lineais. Linealización.
• 1.5 Función de transferencia, diagrama de bloques e grafos ou fluxos de sinais.
• 1.6 O concepto de realimentación: Lazo pechado fronte a lazo aberto.
• 1.7 Modelado de sistemas eléctricos e mecánicos.
o Tema 2. Análise de comportamento. Resposta transitoria e estacionaria (6 HP + 10 HNP)
• 2.1 Función de transferencia. Polos e ceros. Descomposición en fraccións simples.
• 2.2 Sinais elementais en tempo continuo.
• 2.3 Sistemas de primeiro e segundo orde. Sistemas de orde superior: Sistema reducido equivalente.
• 2.4 Resposta transitoria ante sinais de referencia en continuo.
• 2.5 Errores en estado estacionario de sistemas con realimentación.
• 2.6 Identificación de sistemas coñecendo a súa resposta.
• 2.7 Sensibilidade dos sistemas de control á variación de parámetros.
o Tema 3. Estabilidade e Análise de sistemas de control no plano s (4 HP + 7 HNP)
• 3.1 Concepto de estabilidade en sistemas continuos..
• 3.2 Criterio de estabilidade absoluta de Routh-Hurwitz para sistemas continuos.
• 3.3 Método do Lugar das raíces e regras xerais para a súa construción .
• 3.4 Consideración de deseño de parámetros para o lugar das raíces.
o Tema 4. Análise no dominio da frecuencia dun sistema continuo (4 HP + 7 HNP)
• 4.1 O concepto de resposta en frecuencia.
• 4.2 Diagrama de Bode.
• 4.3 Resposta en frecuencia: Comportamento temporal especificado no dominio da frecuencia.
• BLOQUE II. SISTEMAS DISCRETOS
o Tema 5. Modelo e estabilidade en sistemas discretos (2 HP + 3 HNP)
• 5.1 Diferencias entre sistemas de tempo continuo e discreto.
• 5.2 Función de transferencia de sistemas lineais discretos.
• 5.3 Diagrama de bloques e grafos ou fluxos de sinais.
• 5.4 Estabilidade en sistemas discretos (plano z). Criterio de estabilidade de Jury para sistemas discretos.
• 5.5 Estabilidade relativa dun sistema mostrado
o Tema 6. Análise no dominio do tempo e da frecuencia (2 HP + 3 HNP)
• 6.1 Sinais elementais no tempo discreto e resposta transitoria de sistemas discretos.
• 6.2. Erros en estado estacionario de sistemas discretos.
• 6.3. Lugar das raíces no plano z.
• 6.4. Resposta en frecuencia.
Sesións interactivas
Os contidos teóricos compleméntanse cunhas sesións interactivas na que se ilustrarán os contidos da materia e permitirán que o alumnado desenvolva competencias transversais da titulación. As sesións interactivas realizaranse en sesións de 2 horas, cun total de 12 sesións.
Propónse a realización dunha serie de prácticas a desenvolver nas sesións interactivas:
• PRÁCTICA 0. Fundamentos de Matlab para o estudo e análise de sistemas de control (2 HP + 3 HNP)
• PRÁCTICA 1. Función de transferencia, diagrama de bloques e modelado de sistemas (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 2. Sistemas de primeiro e segundo orde (8 HP + 12 NHP)
• PRÁCTICA 3: Errores e estabilidade de sistemas de control (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 4. Diagramas de Bode: Comportamento en frecuencias (4 HP + 6 HNP)
• PRÁCTICA 5. Modelado e análise 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, Prentice Hall: Madrid, 1999.
• Nise, Norman, Control Systems Engineering, Wiley, 2019.
Bibliografía complementaria:
• 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.
• 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
Ao rematar con éxito esta materia, o alumnado será capaz de:
Coñecementos:
Con22. Coñecer as principais ferramentas matemáticas empregadas para o modelado de sistemas.
Con23. Coñecer o concepto e a aplicación do control automático e as técnicas de control.
Con24. Coñecer a diferenza entre os distintos sistemas de control (lazo aberto, lazo pechado, continuos e discretos) e las técnicas de análise de estabilidade.
Destreza:
H/D25. Analizar a estabilidade de sistemas no plano s e no dominio da frecuencia.
H/D26. Analizar a resposta temporal dun sistema.
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 como prácticos. Nas sesións expositivas o profesor exporá os contidos teóricos da materia apoiándose en materiais multimedia que se completarán coa realización de problemas. Fomentarase a participación activa do alumnado nas sesión expositivas.
As sesións interactivas consistirán no uso dun software de simulación de sistemas de control para estudar e analizar os distintos conceptos introducidos nas sesións expositivas e a realización de montaxes experimentais de sistemas eléctricos para analizar o seu modelado e resposta. Para a realización das prácticas o alumnado disporá de guións que reflexarán os seus obxectivos, material e métodos.
A asistencia tanto ás sesións expositivas como as interactivas é obrigatoria.
Para o estudo da materia o alumnado disporá da bibliografía básica da materia, así como do material de apoio que use o profesor, ao que se poderá acceder tamén dende o Campus Virtual da USC.
A avaliación da materia realizarase mediante as seguintes actividades:
• Exame final da materia, 50% da nota total: esta proba constará dunha parte teórica e unha parte práctica de resolución de problemas. Para poder superar o exame será necesario obter unha cualificación de 5 sobre 10 na parte teórica. Unha puntuación global no exame de 4 sobre 10 puntos permitirá facer media co resto das actividades de materia.
• Avaliación das prácticas: a avaliación do traballo práctico realizado polo alumnado nas sesións interactivas suporá un 30% da cualificación final. A asistencia ás sesións interactivas é obrigatoria. Para poder superar a materia será requisito imprescindible ter superadas as prácticas cunha cualificación polo menos o 50% do seu valor total.
• Actividades de avaliación continua: un 20% da nota total virá dado polas actividades de avaliación continua propostas polo profesor durante o semestre.
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.
Todo o alumnado ten dereito a asistir ao exame da segunda oportunidade. Se mantén a nota, e tamén o seu peso na nota final, obtida en cada unha das partes: traballo práctico, actividades de avaliación continua e participación activa do alumnado.
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”, que no seu artigo 16 indica:
A realización fraudulenta de algún exercicio ou proba exixida na avaliación dunha materia implicará a cualificación de suspenso na convocatoria correspondente, con independencia do proceso disciplinario que se poida seguir contra o alumno infractor. Se considerará fraudulenta, entre outras, a realización de traballos plaxiados ou obtidos de fontes accesibles ao público sen reelaboración ou reinterpretación e sen citas aos autores e das fontes.
Relación entre sistemas de avaliación e competencias avaliadas.
Actividades de avaliación continua e exame final: CON22, CON23,CON24, H/D25, H/D26.
Realización de prácticas:. H/D25, H/D26, COMP7
AVALIACIÓN DE ALUMNADO DE SEGUNDA MATRÍCULA
-------------------------------------------------------------
O alumnado de segunda matrícula que teña superadas as prácticas en convocatorias anteriores estará exento da súa realización. En canto ao exame final, o proceso de avaliación continua e participación seguirán o mesmo proceso que o alumnado de primeira matrícula. As cualificacións das prácticas conservaranse se teñen sido superadas (cualificación de polo menos o 50 % do valor das prácticas) durante tres cursos académicos, transcorrido ese período deberanse repetir as prácticas.
AVALIACIÓN DE ALUMNADO CON DISPENSA
------------------------------------------------------------
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.
A dedicación das actividades presenciais repártese en:
• 24 horas de sesións expositivas (asistencia obrigatoria).
• 24 horas de sesións interactivas (asistencia obrigatoria).
• 4 horas de titorías individuais (asistencia recomendable).
• 3 horas de titorías en grupos pequenos (asistencia recomendable).
• 5 horas de actividades de avaliación (asistencia obrigatoria).
En canto á dedicación non presencial:
• 36 horas de revisión de teoría e problemas (traballo individual).
• 36 horas de preparación de sesións interactivas (traballo individual ou en pequenos grupos).
• 8 horas de titorías (traballo individual ou en pequenos grupos).
• 10 horas de preparación e revisión do exame final (traballo individual).
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 sesións expositivas e interactivas, recoméndase ao alumnado constancia no estudo da materia, acudindo ás sesións interactivas cos conceptos xa revisados e traballados. A realización das prácticas supón un apoio importante para que os conceptos teóricos queden asentados e facilite a comprensión da materia. É recomendable que o alumnado teña superadas as materias de Física I, Física II, Fundamentos de Programación, Matemáticas I e Matemáticas II.
Daniel Nagy
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica e Computación
- Área
- Electrónica
- Correo electrónico
- daniel.nagy [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Axudante Doutor LOSU
| Luns | |||
|---|---|---|---|
| 17:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 7 (Aulario 2) |
| Martes | |||
| 17:00-19:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 7 (Aulario 2) |