Código: 73211 | Asignatura: Control en tiempo real | ||||
Créditos: 4.5 | Tipo: Optativa | Curso: 2 | Periodo: 1º S | ||
Departamento: Automática y Computación | |||||
Profesorado: | |||||
PEREZ-ILZARBE SERRANO, MARIA JOSE (Resp) [Tutorías ] |
Especialización en Electrónica Industrial/Ingeniería avanzada en electrónica industrial
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.
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.
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 - Actividad
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Horas Presenciales
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Horas no presenciales
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A-1 Clases expositivas/participativas
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15
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A-2 Prácticas
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30
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A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
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A-4 Elaboración de trabajo
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A-5 Lecturas de material
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A-6 Estudio individual
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52.5
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A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
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8
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A-8 Tutorías individuales
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7
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Total
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60
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52.5
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Competencia
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Actividad formativa
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CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2
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A-1 Clases expositivas/participativas
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CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2 |
A-2 Prácticas
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CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2
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A-6 Estudio individual
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CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2
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A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
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CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2
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A-8 Tutorías individuales
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Resultado de aprendizaje |
Sistema de evaluación |
Peso (%) |
R1,R2,R3,R4 |
Pruebas e informes de trabajo experimental |
45% |
R1,R2,R4 |
Examen de Control Avanzado |
25% |
R1,R2,R3 |
Examen teórico-práctico de programación de sistemas de control en tiempo real con Labview |
30% |
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En esta signatura se imparten contenidos de control avanzado y de programación en tiempo real. El objetivo final es que los alumnos sean capaces de 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.
Para ello se comenzará por estudiar los métodos básicos de identificación de sistemas, Mínimos Cuadrados y Mínimos Cuadrados Extendido, y se utilizarán para identificar (off line) una maqueta del laboratorio utilizando datos adquiridos mediante un sistema de adquisición de datos programado en Labview. Se irán ampliando los conocimientos de Labview para programar sistemas de control en tiempo real, comenzando por un controlador simple en el bucle básico con el que controlar una maqueta sencilla. Se irá aprendiendo a programar sistemas de control de dificultad creciente, capaces de controlar satisfactoriamente maquetas más complejas.
Los aspectos teóricos de análisis y diseño de estos esquemas se irán estudiando en paralelo: linealización, efecto de saturaciones y rozamientos, métodos de diseño de controladores digitales, bucle básico de control, control PID clásico, PID modificado, doble bucle, esquema general de control. También se aprenderá a simular sistemas lineales y no lineales con Matlab y Simulink, de manera que los sistemas de control puedan ser comprobados en simulación antes de implementarlos en el control real.
Finalmente se verá una introducción al control adaptativo, tanto autotuning de PID como métodos basados en la identificación del sistema. En este último apartado, cuyo contenido ha de ser necesariamente limitado, se estudiará la versión recursiva (capaz de realizar identificación on line) de los métodos de identificación, y se estudiarán métodos sencillos para el cálculo on-line de controladores digitales.
I.1. Introducción a la Identificación de Sistemas. Modelos y métodos de estimación de parámetros.
I.2. Esquemas avanzados de control: Controlador en la realimentación. Control don doble bucle. Esquema general de control.
I.3. Mejoras del PID clásico. Estructuras PI-D, I-PD y estructuras intermedias.
I.4. Introducción al Control Adaptativo. Autoajuste de PIDs. Métodos recursivos de estimación de parámetros y cálculo on line del controlador.
II.1 Introducción a los sistemas de tiempo real. Programación de un sistema básico de tiempo real en Labview. Envío de datos entre el computador host y el target. Temporización. Visualización en tiempo real. Utilización conjunta de Labview y Matlab en el mismo programa.
II.2 Diseño e implementación del bucle básico de control para controlar maquetas del laboratorio.
II.3 Programación de sistemas avanzados de tiempo real en Labview. Programación de varios bucles, en general con diferentes periodos de muestreo. División del programa en tareas con diferentes prioridades.
II.4 Diseño e implementación de sistemas de control en tiempo real con esquemas avanzados para controlar maquetas del laboratorio.
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bibliografía básica
Material proporcionado a través de MiAulario
Documentación on-line de labview
R.H. Bishop, LabVIEW student edition, Pearson Prentice Hall.
J.R. Lajara, J. Pelegrí, Labview. Entorno gráfico de programación, Ed. Marcombo.
B.C. Kuo, "Sistemas de Control Automático", 7ª edición, Prentice Hall Hispanoamericana, 1996
K. Ogata, Ingeniería de Control Moderna, Prentice-Hall
K. J. Åström y T. Hägglund, PID Controllers: Theory, Design and Tuning, ISA
Bibliografía complementaria
B.C. Kuo, Digital Control Systems, Oxford University Press, 2ª Edición.
K. J. Åström y B. Wittenmark, Adaptive Control, Addison-Wesley.
R. Isermann, K.H. Lachmann, D. Matko, Adaptive Control Systems, Prentice Hall International.
R. Bitter, et al. Labview. Advanced programming Techniques, 2ª edición, CRC Press.
L. Ljung, System Identification, Prentice Hall.