PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Fundamentos de Control Automático" Grupo: Grupo 1(948041) Titulacion: Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Curso: 2016-2017 DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales 2010 E.T.S. de Ingeniería Fundamentos de Control Automático 2030011 Obligatoria 2º Curso completo 0º Grupo 1 (1) 6 150 Ingeniería de Sistemas y Automática (Área principal) Ingeniería de Sistemas y Automática (Departamento responsable) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA, CAMINO DESCUBRIMIENTOS, S/N.- ISLA CARTUJA 41092 - SEVILLA http://disa.us.es/ COORDINADOR DE LA ASIGNATURA BORDONS ALBA, CARLOS PROFESORADO 1 2 DEL REAL TORRES, ALEJANDRO J. BORDONS ALBA, CARLOS Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 1 de 10
OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos Proporcionar al alumno una visión del comportamiento dinámico de los sistemas y de las herramientas matemáticas necesarias para su estudio. Estudiar el modelado y análisis de sistemas dinámicos en tiempo continuo. Estudiar el comportamiento tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia Analizan propiedades fundamentales de los sistemas como la estabilidad y el comportamiento en régimen permanente y en transitorio. Conocer el problema del control Conocer las especificaciones y requerimientos en un sistema de control Conocer y valorar el control por realimentación. Plantear el problema de control en sistemas reales Analizar el lazo control por realimentación Valoración de un lazo de control: efecto de las incertidumbres, perturbaciones y otros efectos. Conocer las acciones básicas de control por realimentación Conocer métodos frecuenciales de análisis y síntesis de controladores de sistemas realimentados Conocer métodos temporales de análisis y síntesis de controladores de sistemas realimentados y métodos de ajuste por tabla. Conocer las herramientas informáticas para la simulación, el análisis y la síntesis de controladores Conocer la implementación real de controladores y analizar su comportamiento y reglas de ajuste. Potenciar el autoaprendizaje y el trabajo en grupo gracias a los trabajos obligatorios de la asignatura Competencias Competencias transversales/genéricas Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial. Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. Competencias específicas Conocimiento y capacidad para el modelado y simulación de sistemas. Habilidad para analizar el comportamiento y la respuesta de sistemas dinámicos lineales. Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Habilidad para el uso de herramientas informáticas de simulación y análisis de sistemas. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) Bloque 1: Análisis de sistemas dinámicos lineales Bloque 2: Análisis de sistemas realimentados Bloque 3: Diseño de sistemas de control Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos ----------------------------------- DESARROLLO DEL TEMARIO ----------------------------------- Tema 1. Introducción Tema 2. Representación y modelado de sistemas dinámicos 2.1. Señales y sistemas dinámicos 2.2. Modelado matemático de sistemas dinámicos 2.3. Régimen permanente y transitorio. Característica estática de un sistema. 2.4. Sistemas dinámicos lineales y no lineales 2.5. Linealización Tema 3. Representación de sistemas lineales. Transformada de Laplace. 3.1. Transformada de Laplace. Propiedades. 3.2. Transformada y antitransformada de señales Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 2 de 10
3.3. Función de transferencia 3.4. Interconexión de sistemas: diagramas de bloques. Tema 4. Análisis de la respuesta temporal de los sistemas lineales 4.1. Respuesta temporal de los sistemas de primer orden 4.2. Respuesta temporal de los sistemas de segundo orden 4.3. Respuesta temporal de los sistemas lineales de orden superior 4.4. Efecto de los ceros en la respuesta temporal 4.5. Estabilidad Tema 5. Sistemas de control por realimentación 5.1. Control lineal de sistemas: control por realimentación y control en serie. 5.2. Problema de regulación y de seguimiento 5.3. Análisis de la respuesta en régimen permanente de sistemas realimentados 5.4. Análisis de la respuesta en régimen transitorio de sistemas realimentados Tema 6. Control PID 6.1. Control Proporcional, Integral y Derivativo 6.2. Diseño analítico de sistemas sencillos 6.3. Diseño por tablas Tema 7. Diseño de controladores por el lugar de las raíces 7.1. Concepto del lugar de las raíces 7.2. Procedimiento 7.3. Análisis de sistemas 7.4. Diseño de controladores Tema 8. Respuesta frecuencial de sistemas lineales 8.1. Respuesta de un sistema a una señal sinusoidal 8.2. Representación frecuencial de un sistema. 8.3. Diagramas de Bode y de Nyquist 8.4. Márgenes de estabilidad 8.5. Moldeo de la función de lazo Tema 9. Diseño frecuencial de controladores PID 9.1. Especificaciones en el dominio de la frecuencia 9.2. Diseño ------------------------------------------------------------------------------- DESARROLLO TEMPORAL DEL TEMARIO TEÓRICO Y PRÁCTICAS ------------------------------------------------------------------------------- PRIMER CUATRIMESTRE Clase Tema 1 Tema 1 2 Tema 2: 2.1,2.2 3 Tema 2: 2.3,2.4 4 Tema 2: 2.5 + problemas 5 Tema3: 3.1, 3.2 6 Tema 3: 3.3,3.4 7 Práctica 1: Simulación de sistemas lineales en Simulink: linealización. 8 Tema 4: 4.1, 4.2 9 Tema 4: 4.3, 4.4, 4.5 10 Práctica 2: Análisis de la respuesta de sistemas lineales. Realimentación. 11 Tema 5: 5.1, 5.2 12 Tema5: 5.3 13 Tema 5: 5.3 14 Práctica 3: Control de sistemas realimentados Práctica de laboratorio: Modelado e Identificación de un motor de CC SEGUNDO CUATRIMESTRE Clase Tema 1 Tema 6: 6.1, 6.2 2 Tema 6: 6.3 3 Tema 7: 7.1, 7.2 4 Tema 7: 7.2,7.3 5 Práctica 4: Control PID 6 Tema 7: 7.1 7 Tema 8: 8.1 8 Tema 8: 8.2 9 Tema 8: 8.3 10 Tema 8: 8.4 y 8.5 11 Tema 9: 9.1 12 Práctica 5: Diseño frecuencial de un controlador PID 13 Tema 9: 9.2 14 Tema 9: 9.2 Práctica de laboratorio: Control PID de un motor de CC. Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 3 de 10
ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del primer cuatrimestre Prácticas informáticas 6.0 6.0 Casos prácticos académicamente dirigidos. Prácticas de Laboratorio 2.5 Resolución de casos prácticos sobre equipos reales académicamente dirigidos - Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. Proyecto de asignatura 2 Caso práctico tutorado. Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 4 de 10
- Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. Clases teóricas 2 clases teórico-prácticas -Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. -Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar -Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. -Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Exámenes 3.0 2 Relación de actividades formativas del segundo cuatrimestre Clases teóricas 19.0 Clases teórico-prácticas y casos prácticos. -Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 5 de 10
-Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar -Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. -Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Prácticas informáticas 4.0 4.0 Casos prácticos académicamente dirigidos. -Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. -Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar - Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. -Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. -Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Prácticas de Laboratorio 2.5 Clases prácticas sobre equipos reales académicamente dirigidas. -Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. -Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 6 de 10
- Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. -Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. -Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Proyecto de asignatura 2 Casos prácticos tutorados -Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. -Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar - Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los recursos de expresión oral y escrita. -Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial. -Capacidad para analizar y diseñar sistemas de control. Exámenes 3.0 2 BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Bibliografía específica Ingeniería de control moderna Katsuhiko Ogata Publicación: Prentice-Hall, 2010 9788483226605 Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 7 de 10
Problemas de ingeniería de control utilizando MATLAB : un enfoque práctico Katsuhiko Ogata Publicación: Prentice-Hall, 2006 8483220466 Sistemas de control moderno Richard C. Dorf, Robert H. Bishop Publicación: Pearson Educación, 2008 9788420544014 Control automático con herramientas interactivas J.L. Guzmás, R. Costa, M. Berenguel y Primera S. Dormido Publicación: Pearson 9788483227503 Teoría de sistemas Publicación: Carlos Bordóns Alba, Manuel R. Arahal, Daniel Limón Marruedo Servicio de Publicaciones de la Escuela Superior de Ingenieros Control PID avanzado Karl J. Aström, Tore Hägglund Publicación: Pearson-Prentice Hall, D.L. 2009 978-84-83225-11-0 Fundamentos de Control Automático Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini y Tercera Nicola Schiavoni Publicación: Mc-Graw Hill 978-84-481-6640-3 SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación Examen escrito Examen de los contenidos teórico-prácticos de la asignatura: Se podrán realizar exámenes parciales de la asignatura, pudiéndose establecer notas mínimas en cada uno de los parciales para poder aprobar la asignatura. Esta división de la asignatura se podrá mantener en los exámenes finales de las distintas convocatorias, incluidas las notas mínimas en cada una de las partes. La ponderación del exámen en la nota final y las notas mínimas serán establecidas en el Proyecto Docente. Prácticas Evaluación del trabajo realizado en las prácticas de la asignatura incluyendo asistencia: Será necerario obtener una nota mínima en las prácticas para aprobar la asignatura. La ponderación de las prácticas sobre la nota final del alumno, así como la nota mínima necesaria en prácticas se indicará en el Proyecto Docente. Proyecto de curso Evaluación de un proyecto realizado por el alumno durante el curso. Este trasbajo podrá tener carácter obligatorio o voluntario y realizarse de forma individual o en grupo. La forma de realizar el trabajo y la valoración en la nota final del alumno serán establecidas en el Proyecto Docente. Criterios de calificación Se realiza en base a exámenes parciales, prácticas (laboratorio y Centro de Cálculo) y proyecto Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 8 de 10
-Exámenes: 2 parciales Si la nota es 4: Libera materia para la 1ª y 2ª convocatorias La nota del examen es la media de ambos parciales En caso contrario, hay que examinarse del parcial con nota < 4. Se hace la media si ambos parciales 4 Nota Total= 0.9*NE + 0.1*NPR + BPY. Donde: NE: Nota Examen, entre 0 y 10. NPR: Nota de Prácticas, entre 0 y 10. Única para todo el curso. Debe ser 5. En caso contrario se pueden recuperar (menos las de laboratorio) antes del examen de cada convocatoria (junio, septiembre y diciembre) y la nota máxima será un 5. BPY: Bono del Proyecto de asignatura (voluntario), entre 0 y 1. Sólo suma si los 2 exámenes 4. Cada parte del proyecto se entrega antes del parcial. CALENDARIO DE EXÁMENES Consulte al Centro para obtener información sobre el calendario de exámenes. TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: ANIBAL OLLERO BATURONE LAURA ROA ROMERO FRANCISCO GORDILLO ALVAREZ JOSE ANGEL ACOSTA RODRIGUEZ EDUARDO FERNANDEZ CAMACHO ASCENSION ZAFRA CABEZA ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grupo 1 (948041) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: BORDONS ALBA, CARLOS Lunes Fecha: Aula: Del 26/09/2016 al 20/01/2017 Hora: De 15:20 a 16:50 AULA 301 ENTREPLANTA SEGUNDA CLASES DEL PROFESOR: DEL REAL TORRES, ALEJANDRO J. Lunes Fecha: Aula: Del 26/09/2016 al 20/01/2017 Hora: De 15:20 a 16:50 AULA 301 ENTREPLANTA SEGUNDA Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 9 de 10
Curso académico: 2016/2017 Última modificación: 2016-11-16 10 de 10