Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa
Universidad Pública de Navarra
| Código: 720242 | Asignatura: Control en Tiempo Real | ||||
| Créditos: 4.5 | Tipo: Optativa | Curso: 2 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería | |||||
| Profesorado: | |||||
| LERA CARRERAS, GABRIEL (Resp) [Tutorías ] | |||||
Módulo/Materia
Especialización en Electrónica Industrial/Ingeniería avanzada en electrónica industrial
Descripción/Contenidos
En esta signatura se imparten contenidos de control avanzado y de programación en tiempo real.
En cuanto al control, se estudiarán los conceptos y técnicas básicas de control adaptativo, tanto autotuning de PID como métodos basados en la identificación del sistema. Algunos de estos métodos se programarán, en una primera etapa, en simulación mediante Matlab. Se estudiarán también mejoras lineales y no lineales al control PID clásico.
En cuanto a la programación del algoritmo de control, se comenzará por un programa sencillo que implemente en Labview un controlador simple en el bucle básico, para progresivamente ir aprendiendo a programar controladores y esquemas de control de dificultad creciente cuya teoría se irá estudiando en paralelo. Al mismo tiempo se irán incrementando las prestaciones relacionadas con la programación de Tiempo Real: comunicaciones entre el computador host y el dispositivo de Tiempo Real, división del código en tareas y asignación de prioridades, comprobación del cumplimiento de los periodos de muestreo establecidos, etc
El objetivo final de de la asignatura es que los estudiantes sean capaces de diseñar y programar adecuadamente sistemas de control avanzado en Tiempo Real para algunas de las maquetas del Laboratorio de Automática.
Competencias genéricas
CG1 - Capacidad para aplicar los aspectos científicos y tecnológicos de métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.
CG2 - Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
CG4 - Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos.
CG8 - Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares.
Competencias específicas
CEEI2: Capacidad para enfrentarse al problema de controlar un sistema físico desconocido, estimar un modelo sencillo del mismo y diseñar e implementar diferentes controladores en un sistema de control en tiempo real.
Resultados aprendizaje
R1. Implementar los algoritmos correspondientes a filtros y reguladores digitales
R2. Conocer el controlador PID, métodos de ajuste de sus parámetros y las soluciones existentes para mejorar las prestaciones del PID clásico.
R3. Ser capaz de diseñar e implementar distintas estructuras de controladores PID en un sistema de control en tiempo real.
R4. Conocer los métodos más utilizados de identificación de parámetros y control adaptativo.
Metodología
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
| A-1 Clases expositivas/participativas | 15 | |
| A-2 Prácticas | 30 | |
| A-3 Realización de proyectos en grupo | ||
| A-4 Actividades de aprendizaje cooperativo | ||
| A-5 Estudio y trabajo autónomo del estudiante | 52.5 | |
| A-6 Tutorías y pruebas de evaluación | 15 | |
| Total |
Evaluación
| Resultado de aprendizaje | Sistema de evaluación | Peso (%) | Recuperable |
| R1,R2,R3,R4 | Pruebas de duración corta para la evaluación continua | 45% | NO |
| R2,R4 | Prueba de respuesta larga: Examen de Control Avanzado | 35% | SI |
| R1,R2,R3 | Pruebas e informes de trabajo experimental: Examen de programación de sistemas de control en tiempo real | 20% | SI |
Temario
Tema 1. Introducción a los sistemas de tiempo real. Programación de un sistema básico de Tiempo Real. Comunicaciones entre el ordenador host y el dispositivo de Tiempo Real mediante variables compartidas a través de la red.
Tema 2. Implementación de un controlador simple en el bucle básico de control en Tiempo Real. Esquema de comunicaciones en Tiempo Real. Variables compartidas con colas FIFO. División del programa en tareas con diferentes prioridades.
Tema 3. Introducción a la Identificación de Sistemas. Modelos discretos incluyendo modelo de ruido. Método de Identificación de Mínimos Cuadrados (LMS). Algoritmo LMS matricial. Algoritmo LMS recursivo. Algoritmo LMS extendido.
Tema 4. Introducción al Control Adaptativo. Métodos de Identificación para Control Adaptativo: Mínimos cuadrados con ventana deslizante y Mínimos cuadrados con factor de olvido. Métodos básicos de cálculo on line del controlador.
Tema 5. Implementación del PID clásico. Mejoras lineales del PID: Estructuras PI-D, I-PD y estructuras intermedias, Control con doble bucle.
Tema 6. Algoritmos no lineales de control PID: PID con antiwindup. PID con autoajuste. PID borroso.