Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2023/2024 | Otros años:  2022/2023  |  2021/2022  |  2020/2021 
Máster Universitario en Ingeniería Industrial por la 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 ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Especialización en Electrónica Industrial/Ingeniería avanzada en electrónica industrial

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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.  

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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 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    

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

 

Resultados de
aprendizaje		 Actividad de
evaluación		 Peso (%) Carácter
recuperable		 Nota mínima
requerida
R1, R2, R3, R4 Pruebas e informes de trabajo experimental: proyecto de control en tiempo real 100 Sí 5

 

 

 

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Temario

  • Tema 1. Introducción a los sistemas de tiempo real.
  • Tema 2. Componentes del sistema de control: planta de laboratorio, microcontrolador (ARM Cortex M3), sistema en tiempo real (FreeRTOS), entorno de desarrollo (Sloeber).
  • Tema 3. Introducción a la programación en C++.
  • Tema 4. Comunicación entre microcontrolador y PC (Establecimiento de consignas y monitorización)
  • Tema 5. Acondicionamiento de las señales. Sensores y actuadores
  • Tema 6. Construcción de un simulador de la planta (en Matlab o Scilab). Modelado e identificación.
  • Tema 7. Control del simulador de la planta desde el microcontrolador.
  • Tema 8. Control en tiempo real de la planta. Tareas y prioridades, acceso a recursos compartidos: semáforos y colas.
  • Tema 9. Técnicas avanzadas de control.

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Programa de prácticas experimentales

  • Práctica 1. Introducción a la programación en C++ con Sloeber y Arduino DUE.
  • Práctica 2. Comunicación entre microcontrolador y PC
  • Práctica 3. Acondicionamiento de las señales. Sensores y actuadores
  • Práctica 4. Construcción de un simulador de la planta (en Matlab o Scilab). Modelado e identificación.
  • Práctica 5. Control del simulador de la planta desde el microcontrolador.
  • Práctica 6. Construcción de un programa de monitorización y envío de consignas
  • Práctica 7. Control en tiempo real de la planta. Uso de FreeRTOS. Tareas y prioridades, acceso a recursos compartidos: semáforos y colas. Alarmas

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Lugar de impartición

Campus Arrosadía: Aulario y Laboratorio de Automática

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