Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2017/2018 | Otros años:  2016/2017  |  2015/2016 
Máster Universitario en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra
Código: 73211 Asignatura: Control en tiempo real
Créditos: 4.5 Tipo: Optativa Curso: 2 Periodo: 1º S
Departamento: Automática y Computación
Profesores
PEREZ-ILZARBE SERRANO, MARIA JOSE (Resp)

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Especialización en Electrónica Industrial/Ingeniería avanzada en electrónica industrial

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Descriptores

Control Avanzado. Control en Tiempo Real.

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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.

 

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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.

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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.

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Metodología

Metodología - Actividad Horas Presenciales Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas 15  
A-2 Prácticas 30  
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos    
A-4 Elaboración de trabajo    
A-5 Lecturas de material    
A-6 Estudio individual   52.5
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación 8  
A-8 Tutorías individuales 7  
Total 60 52.5

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2 A-1 Clases expositivas/participativas
CG1 CG2 CG4 CG8  CEEI2 A-2 Prácticas
CG1 CG2 CG4 CG8  CEEI2 A-6 Estudio individual
CG1 CG2 CG4 CG8 CEEI2 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
CG1 CG2 CG4 CG8  CEEI2 A-8 Tutorías individuales

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Idiomas

Castellano

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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 con Labview  20% SI

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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.  

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Temario

Tema 1. Introducción a la Identificación de Sistemas. Modelos discretos incluyendo modelo de ruido. Método de Identificación de Mínimos Cuadrados.

 

Tema 2. Introducción al Control Adaptativo. Autoajuste de PIDs. Métodos de Identificación para Control Adaptativo: Algoritmo recursivo de Mínimos Cuadrados extendido.  Métodos básicos de cálculo on line del controlador.

 

Tema 3.  Introducción a los sistemas de tiempo real. Programación de un sistema básico de Tiempo Real en Labview.  Comunicaciones entre el ordenador host y el dispositivo de Tiempo Real mediante variables compartidas a través de la red. Temporización. Visualización en Tiempo Real. Utilización conjunta de Labview y Matlab en el mismo programa.

 

Tema 4 Diseño e implementación en un programa de Tiempo Real en Labview del PID clásico en el bucle básico de control. 

 

Tema 5. Mejoras lineales del PID clásico. Estructuras PI-D, I-PD y estructuras intermedias. Controlador en la realimentación. Prealimentación. Prefiltro. Control con doble bucle.

 

Tema 6. Necesidad del control no lineal. PID con antiwindup. PID borroso.

 

Tema7. Diseño e implementación en un programa de Tiempo Real en Labview de sistemas de control PID avanzado.

 

Tema 8. División del programa en tareas con diferentes prioridades. Esquema óptimo de comunicaciones en tiempo real. Implementación en Labview de un algoritmo de Identificación y Control Adaptativo.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía básica

 

- Apuntes y material proporcionado  a través de MiAulario

- Documentación on-line de Labview y de Matlab

  • 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. J. Åström y T. Hägglund, PID Controllers: Theory, Design and Tuning, ISA
  • R. Isermann, K.H. Lachmann, D. Matko, Adaptive Control Systems, Prentice Hall International.

 

Bibliografía complementaria

  • B.C. Kuo, Digital Control Systems, Oxford University Press, 2ª Edición.
  • R. Bitter, et al. Labview. Advanced programming Techniques, 2ª edición, CRC Press.
  • L. Ljung, System Identification, Prentice Hall.
  • J.S.R. Jang, C.T. Sun, E. Mizutani, Neuro-Fuzzy and Soft Computing, Prentice Hall.

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Lugar de impartición

Aulario y Laboratorio de Automática

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