Universidad Pública de Navarra



English | Año Académico: 2017/2018 | Otros años:  2016/2017 
Máster Universitario en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra
Código: 73290 Asignatura: Automatización y control de procesos
Créditos: 4.5 Tipo: Obligatoria Curso: 1 Periodo: 1º S
Departamento: Automática y Computación
Profesores
LERA CARRERAS, GABRIEL ALASTRUEY MERINO, CARLOS FRANCISC
ELSO TORRALBA, JORGE (Resp)

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de Tecnologías Industriales / M1 TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES AVANZADAS

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Descriptores

Análisis y diseño de sistemas de control en el espacio de estados. Análisis y diseño de sistemas de control digital.

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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

 

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Competencias específicas

CMT8:Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos.

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Resultados aprendizaje

  1. (R1) Saber representar matemáticamente sistemas continuos, discretos e híbridos.
  2. (R2) Saber analizar y diseñar sistemas de control digital.
  3. (R3) Conocer el controlador PID clásico y métodos de ajuste de sus parámetros.
  4. (R4) Ser capaz de diseñar e implementar un controlador PID clásico en un sistema de control en tiempo real.

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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

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CG1, CG2, CG8, CMT8 A-1 Clases expositivas/participativas
CG1, CG2, CG8, CMT8 A-2 Prácticas
CG1, CG2, CMT8 A-5 Lecturas de material
CG1, CG2, CMT8 A-6 Estudio individual
CG1, CMT8 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
CG1, CG8, CMT8 A-8 Tutorías individuales

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Idiomas

Castellano e inglés

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Evaluación

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable Calificación mínima
R1 Bloque I: Prueba de respuesta corta  30 4
R1, R2 Bloque II: Prueba de respuesta corta  30 4
R2, R3 Bloque III: Prueba de respuesta larga  25 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, II y III 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.

 

Se realizará una evaluación de recuperación en la que el alumno podrá optar a una segunda evaluación de los bloques I, II y III. En caso de mejorar la calificación obtenida en los exámenes ordinarios, se recalculará la media con la nueva calificación. No habrá evaluación de recuperación para el examen de prácticas.

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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.

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Temario

Unidad temática I: Control de sistemas continuos

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.

Prácticas

Práctica 1. Representación de sistemas continuos en espacio de estados

Práctica 2. Diseño de controladores continuos por el método del espacio de estados

 

Unidad temática II: Análisis de sistemas digitales

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.

Prácticas

Práctica 3. Simulación de sistemas discretos e híbridos. Estabilidad de sistemas de Control Digital.

 

Unidad temática III: Diseño de sistemas de control digital

Teoría

Tema 6. Diseño de controladores digitales.

- Control PID.

- Diseño continuo y discretización.

- Diseño de controladores digitales en el plano Z.

Prácticas 

Práctica 4. Diseño de controladores digitales a partir de función de transferencia y simulación del sistema de control digital.

Práctica 5. Diseño de  controladores digitales para una maqueta del laboratorio e implementación de los mismos en el sistema de control en tiempo real.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor 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.

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Lugar de impartición

Aulario

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