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Guía docente de la asignatura
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Guía docente de la asignatura de Diseño de Sistemas de Control
Asignatura Diseño de Sistemas de Control
Materia Ingeniería de Sistemas y AutomáticaMódulo
Titulación Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática
Plan 452 Código asignatura 42382
Periodo de impartición Segundo cuatrimestre Tipo/Carácter OB
Nivel/Ciclo Grado Curso 3º
Créditos ECTS 6
Lengua en que se imparte Español
Profesor responsable Eutimio Villar Castro
Fernando Tadeo Rico
Datos de contacto (E-mail,teléfono…)
[email protected], tfno: 983185806
Horario de tutor ías Contactar con los profesores para confirmar lugar y hora.
Departamento Ingeniería de Sistemas y Automática (ISA)
1. Situación / Sentido de la Asignatura
1.1 Contextualización
La asignatura corresponde a la vertiente de automática industrial de la titulación, estando directamente
relacionada con otras asignaturas, como Sistemas de Producción y Fabricación y Fundamentos de
Automática.
1.2 Relación con otras materias
Imprescindible tener frescos los conocimientos de la asignatura de Fundamentos de Automática de 2º
curso y 2º cuatrimestre, ya que se hará referencia a ellos frecuentemente.
1.3 Prerrequisitos
La asignatura es continuación natural de Fundamentos de Automática usándose también conceptos de
Matemáticas I, II y III.
2. Competencias
2.1 Genéricas
CG1. Capacidad de análisis y síntesis.CG2. Capacidad de organización y planificación del tiempo.
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CG4. Capacidad de expresión escrita.CG5. Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.CG6. Capacidad de resolución de problemas.CG7. Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.CG9. Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz
2.2 Específicas
CE26. Conocimientos de regulaciones automáticas y técnicas de control y su aplicación a laautomatización industrial.
CE29. Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial. CE12. Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.
3. Objetivos
Entender el funcionamiento de un sistema de control digital realimentado. Aprender a distinguir sus
diferentes componentes y lo que físicamente significan. Ser capaz de ver en sistemas físicos reales
la estructura de control interno que puedan tener.
Saber modelar matemáticamente la relación entre la señal de entrada y salida de un sistema.
Aprender a formular dicha relación como una función de transferencia en el plano z o en espacio de
estados.
Distinguir el efecto físico en un sistema digital de las distintas acciones de control.
Conseguir diseñar los parámetros de un controlador digital empleando técnicas clásicas de control.
Aprender a diseñar la mejor estructura de control digital en un problema con diversas alternativas.
Conseguir entender el concepto de estado y su aplicación al control por realimentación.
Analizar los sistemas de control utilizando las herramientas de análisis temporal y de análisis en el
dominio de la frecuencia y relacionarlo con la estabilidad de los sistemas en espacio de estado.
4. Tabla de dedicación del estudiante a la asignatura
ACTIVIDADES PRESENCIALES HORAS ACTIVIDADES NO PRESENCIALES HORAS
Clases teórico-prácticas (T/M) 22 Estudio y trabajo autónomo individual 60
Clases prácticas de aula (A) 20 Estudio y trabajo autónomo grupal 30
Laboratorios (L) 15
Prácticas externas, clínicas o de
campo0
Seminarios (S) 3
Tutorías grupales (TG) 0
Evaluación 0
Total presencial 60 Total no presencial 90
5. Bloques temáticos
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BLOQUE 1: ESTUDIO DE SISTEMAS DISCRETOS Y MUESTREADOS EN EL DOMINIO Z
Carga de trabajo en créditos ECTS: 1,4
a. Contextualización y justif icación
b. Objetivos de aprendizaje
1. La transformación z. Sistemas discretos y muestreados.
2. Sistemas controlados por computador. Función de transferencia pulsada. Estabilidad y
precisión.
c. Contenidos
TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS(T)
HORAS(A)
1 Sistemas lineales discretos1.1 Transformada z. Propiedades.
1.2 Transformada z inversa. Determinación.
1.3 Determinación de la salida. Sucesión ponderatriz. Función de
transferencia.
2 2
2 Sistemas controlados por computador o sistemas muestreados2.1 Estructura. Muestreador ficticio. Transformada estrellada.
2.2 Función de transferencia pulsada.
2.3 Resolución de sistemas en lazo abierto y en lazo cerrado.
2.4 Estabilidad en sistemas discretos y muestreados.
2.5 Precisión en sistemas muestreados.
3 2
d. Métodos docentes
MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES
Método expositivo/lección magistral.
Resolución de ejercicios y problemas.
Aprendizaje orientado a proyectos.
Aprendizaje mediante experiencias.
e. Plan de trabajo
f. Evaluación
(Ver apartado 7)
g. Bibliografía básica
Charles L. Phillips, T. Nagle. Sistemas de Control Digital. Análisis y Diseño. Gustavo Gili,Madrid, 1993.
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K. Ogata. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Prentice-Hall Hispanoamericana, México
1996.
h. Bibl iografía complementaria
i. Recursos necesarios
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BLOQUE 2: DESCRIPCIÓN INTERNA DE SISTEMAS DINÁMICOS CONTINUOS Y DISCRETOS.CONTROLABILIDAD Y OBSERVABILIDAD.
Carga de trabajo en créditos ECTS: 1,5
a. Contextualización y justif icación
b. Objetivos de aprendizaje
1 Concepto de estado. Sistemas dinámicos lineales y constantes. La matriz de transferencia.
2 Controlabilidad y observabilidad. Verificación de ambas.
c. Contenidos
TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS(T)
HORAS(A)
3 Descripción interna de sistemas dinámicos continuos y discretos3.1 Concepto de estado.
3.2 Sistemas dinámicos lineales y constantes. La matriz de transferencia.
3.3 Resolución de la ecuación de estado para sistemas lineales y
constantes.
3.4 Representación de un sistema muestreado como sistema discreto en
variables de estado.
3 3
4 Controlabilidad y observabilidad en sistemas continuos y discretos
Sistemas continuos: 4.1 Definición de controlabilidad. Caracterización. Subespacio
controlable. Forma canónica.
4.2 Definición de observabilidad. Caracterización. Subespacio no
observable. Forma canónica.
Sistemas discretos:4.3 Idem 4.1 para sistemas discretos.
4.4 Idem 4.2 para sistemas discretos.
4.5 Controlabilidad y observabilidad en sistemas muestreados.
3 2
d. Métodos docentes
MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES
Método expositivo/lección magistral.
Resolución de ejercicios y problemas.
Aprendizaje orientado a proyectos.
Aprendizaje mediante experiencias.
e. Plan de trabajo
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f. Evaluación
(Ver apartado 7)
g. Bibliografía básica
V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática I (unidad
didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 1987.
V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática II (unidad
didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 20XX.
S. Domínguez, P. Campoy, J. M. Sebastián, A. Jiménez, Control en el Espacio de Estado.
Prentice Hall, Madrid 2006.
K. Ogata. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Prentice-Hall Hispanoamericana, México
1996.
h. Bibl iografía complementaria
i. Recursos necesarios
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BLOQUE 3: ANÁLISIS Y DISEÑO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA DE SISTEMAS CONTINUOSY MUESTREADOS.
Carga de trabajo en créditos ECTS: 1,5
a. Contextualización y justif icación
b. Objetivos de aprendizaje
1. Respuesta de un sistema muestreado a una excitación sinusoidal.
2. Representaciones gráficas de la función de respuesta en frecuencia. Estabilidad relativa en
el dominio de la frecuencia.
3. Diseño gráfico y analítico en el dominio de la frecuencia de compensadores continuos y
discretos..
c. Contenidos
TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS(T)
HORAS(A)
5 Anális is de sistemas muestreados en el dominio de la frecuencia7.1 Respuesta estacionaria de un sistema muestreado estable a una
excitación sinusoidal.
7.2 Representaciones gráficas de la función de respuesta en frecuencia
7.3 Estabilidad relativa en el dominio de la frecuencia. Márgenes de
ganancia (MG) y fase (MF)
3 2
6 Diseño de controladores en serie continuos y discretos en el dominiode la frecuencia8.1 Diseño gráfico en el dominio de la frecuencia de compensadores
(continuos y discretos).
8.2 Procedimientos analíticos de diseño en el dominio de la frecuencia.
3 3
d. Métodos docentes
MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES
Método expositivo/lección magistral.
Resolución de ejercicios y problemas.
Aprendizaje orientado a proyectos.
Aprendizaje mediante experiencias.
e. Plan de trabajo
f. Evaluación
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(Ver apartado 7)
g. Bibliografía básica
K. Ogata. Ingeniería de Control Moderna. Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2010.
Charles L. Phillips, T. Nagle. Sistemas de Control Digital, Análisis y Diseño. Gustavo Gili,Madrid, 1993.
K. Ogata. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Prentice-Hall Hispanoamericana, México
1996.
R. C. Dorf, R. H. Bishop. Sistemas de Control Moderno. Pearson Prentice-Hall, Madrid, 2005.
h. Bibl iografía complementaria
B. Kuo. Sistemas de Control Automático. Prentice-Hall Hispanoamericana, Prentice-Hall,
México, 1996.
Norman S. Nise. Sistemas de Control para Ingeniería, Compañía Editorial Continental, México,2006.
i. Recursos necesarios
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BLOQUE 4: CONTROL MODAL Y OBSERVADORES DINÁMICOS
Carga de trabajo en créditos ECTS: 1,6
a. Contextualización y justif icación
b. Objetivos de aprendizaje
1 Control modal. Asignación de polos.
2 Observadores dinámicos.
c. Contenidos
TEMA TÍTULO DEL TEMA HORAS
(T)
HORAS
(A)
7 Asignación de polos.9.1 Concepto e Ideas básicas.
9.2 Asignación de polos para una entrada escalar en un sistema continuo.
9.3 Asignación de polos en sistemas discretos.
4 3
8 Observadores dinámicos9.1 Reconstrucción del estado. Observador completo.
9.2 Observadores dinámicos de orden reducido.
9.3 Compensadores con observador reducido.
3 3
d. Métodos docentes
MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES
Método expositivo/lección magistral.
Resolución de ejercicios y problemas.
Aprendizaje orientado a proyectos.
Aprendizaje mediante experiencias.
e. Plan de trabajo
f. Evaluación
(Ver apartado 7)
g. Bibliografía básica
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V. Aleixandre, S. Dormido, M. Mellado, J. R. Perán, J. M. Pérez, E. Sanz, Automática II (unidad
didáctica 1). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Madrid 20XX.
S. Domínguez, P. Campoy, J. M. Sebastián, A. Jiménez, Control en el Espacio de Estado.
Prentice Hall, Madrid 2006.
K. Ogata. Sistemas de Control en Tiempo Discreto. Prentice-Hall Hispanoamericana, México
1996.
h. Bibl iografía complementaria
i. Recursos necesarios
6. Tempor ización (por bloques temáticos)
BLOQUE TEMÁTICO CARGAECTS
PERIODO PREVISTODE DESARROLLO
BL1.- Estudio de sis temas discretos y muestreados enel dominio z
1,4 Semanas 1 a 4
BL2.- Descripción interna de sistemas dinámicoscontinuos y discretos. Controlabilidad yobservabilidad.
1,5 Semanas 5 a 8
BL3.- Análisis y diseño en el dominio de la frecuenciade sistemas continuos y muestreados
1,5 Semanas 9 a 12
BL4.- Control modal y observadores dinámicos 1,6 Semanas 12 a 15
La distribución es la que figura en el horario oficial (www.eii.uva.es):
Durante 7 semanas hay 2 clases de teoría; el resto de las semanas hay solo una.
Hay 7 sesiones de prácticas de laboratorio de 2 h cada una, más 1h la penúltima semana.
Las prácticas de laboratorio se realizarán a semanas alternas empezando desde la primera
semana.
7. Tabla resumen de los inst rumentos, procedimientos y sistemas de evaluación/calificación
INSTRUMENTO/PROCEDIMIENTO PESO EN LANOTA FINAL
OBSERVACIONES
Prueba escrita al final del cuatrimestre 80%
Informes/memorias 20%
8. Consideraciones finales