Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa
Universidad Pública de Navarra
| Código: 720305 | Asignatura: Automatización y Control de Procesos | ||||
| Créditos: 4.5 | Tipo: Obligatoria | Curso: 1 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería | |||||
| Profesorado: | |||||
| PEREZ-ILZARBE SERRANO, MARIA JOSE (Resp) [Tutorías ] | |||||
Descripción/Contenidos
Representaciones matemáticas de sistemas: Transformada de Laplace y Transformada Z. Modelos de Función de Transferencia y representación en el espacio de estados.
Análisis de sistemas de control digital: Estabilidad, Régimen Transitorio, Régimen permanente
Diseño de controladores digitales: Discretización de controladores analógicos. Diseño de controladores en el plano z.
Control PID: El controlador PID clásico. Métodos de ajuste analíticos. Métodos de ajuste experimental. Posibilidades y limitaciones del PID clásico.
Control en tiempo real: Implementación de un controlador PID en un sistema de control en tiempo real.
Competencias genéricas
Competencias básicas:
CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias generales:
CG1: Tener conocimientos adecuados de 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.
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
CMT8:Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos.
Resultados aprendizaje
- (R1) Saber representar matemáticamente sistemas continuos, discretos e híbridos.
- (R2) Saber analizar y diseñar sistemas de control digital.
- (R3) Conocer el controlador PID clásico y métodos de ajuste de sus parámetros.
- (R4) Ser capaz de diseñar e implementar un controlador PID clásico en un sistema de control en tiempo real.
Metodología
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
| A-1 Clases expositivas/participativas | 30 | |
| A-2 Prácticas | 10 | |
| A-3 Actividades de aprendizaje cooperativo | ||
| A-4 Realización de proyectos en grupo | ||
| A-5 Estudio y trabajo autónomo del estudiante | 58 | |
| A-6 Tutorías y pruebas de evaluación | 14 | |
| Total | 54 | 58 |
Evaluación
| Resultado de aprendizaje | Sistema de evaluación | Peso (%) | Carácter recuperable | Calificación mínima |
| R1,R3 | Bloque I: Prueba de respuesta corta | 35 | Sí | 4 |
| R1, R2, R3 | Bloque II: Prueba de respuesta larga | 50 | Sí | 4 |
| R4 | Examen de laboratorio | 15 | No |
La calificación final se obtendrá como la media ponderada entre las calificaciones obtenidas en los exámenes de evaluación continua correspondientes a cada bloque de teoría y en el examen de prácticas. Los pesos para la ponderación se detallan en la tabla anterior. Para superar la asignatura la nota media así obtenida debe ser igual o superior a 5 y la calificación en cada uno de los Bloques I y II debe ser mayor o igual a 4 sobre 10. Si no se cumple este último requisito, y la nota media es igual o superior a 5, la calificación final será de 4.9.
En la convocatoria extraordinaria se podrá optar a una segunda evaluación de los bloques I y II. En esta convocatoria no se realizará una nueva evaluación de prácticas.
Temario
Unidad temática I: Control analógico de sistemas
Teoría
Tema 1. Diseño y análisis en el espacio de estados
- Estados, entradas y salidas. Ecuaciones de estado.
- Simulación de sistemas. Linealización.
- Realizaciones. Formas canónicas.
- Estabilidad. Relación entre el espacio de estados y la función de transferencia.
- Controlabilidad. Ubicación de polos. El problema de regulación.
- Observabilidad. Diseño de observadores. El principio de separación.
- Control con acción integral.
Unidad temática II: Sistemas de control digital
Teoría
Tema 3. Introducción al control digital.
- Señales continuas y digitales.
- Muestreo y reconstrucción.
- Sistemas continuos, discretos e híbridos.
- Sistemas discretizados.
Tema 4. Representación de sistemas discretos y discretizados.
- Transformada Z.
- Representación de sistemas discretos mediante Función de Transferencia.
- Representación de sistemas discretizados. Diagramas de bloques muestreados.
Tema 5. Análisis de sistemas discretizados.
- Estabilidad.
- Régimen permanente.
- Respuesta transitoria de sistemas discretizados.
Tema 6. Diseño de controladores digitales.
- Diseño continuo y discretización.
- Control PID.
Tema 7. Implementación de controladores digitales.
- Efecto del periodo de muestreo
- Cuantización
- Errores de redondeo
Tema 8. Diseño digital en el espacio de estados.
- Equivalente discreto de un modelo en el espacio de estados
- Control por realimentación de estados
- Control por realimentación de estados observados
Programa de prácticas experimentales
Práctica 1. Representación de sistemas continuos en espacio de estados
Práctica 2. Control por realimentación de estados
Práctica 3. Control por realimentación de salida
Práctica 4. Simulación de sistemas discretos e híbridos. Estabilidad de sistemas de Control Digital.
Práctica 5. Diseño de controladores digitales a partir de función de transferencia y simulación del sistema de control digital.
Práctica 6. Control digital de un sistema real
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bibliografía Básica
Material proporcionado por los profesores a través de MiAulario
G.F. Franklin et al, Control de Sistemas Dinámicos con Retroalimentación, Addison-Wesley Iberoamericana
N. S. Nise, Sistemas de Control para Ingeniería, Wiley
K. J. Aström, B. Wittenmark, Computer controlled Systems, Prentice Hall
Bibliografía Complementaria
B.C. Kuo, Sistemas de Control Automático, Prentice Hall
K. Ogata, Ingeniería de control moderna, Pearson
B.C. Kuo, Digital Control Systems, Oxford University Press, 2ª Edición, 1992.
R.Isermann, Digital Control Systems, Vol. I: Fundamentals and Deterministic Control, 2ª Edition, Springer -Verlag, 1989.
Además de la utilización de la bibliografía recomendada como apoyo a las materias propias de esta asignatura, los estudiantes pueden encontrar útiles los libros de Franklin, Nise, Kuo y Ogata para repasar conocimientos de control analógico que se manejan a lo largo de este curso, como descripción de sistemas dinámicos mediante la función de transferencia, análisis de la respuesta temporal, Lugar de las raíces, estabilidad, respuesta frecuencial y su representación mediante el diagrama de Bode, series y transformadas de Fourier, etc.