Informació general


  • Tipus d'assignatura: Obligatòria
  • Coordinador: Julián Horrillo Tello
  • Trimestre: 3
  • Crèdits: 4
  • Professorat:

Idiomes d'impartició


  • Català

Descripció


Aquesta assignatura és una primera introducció al control automàtic i als sistemes realimentats.

Comprèn la modelització de sistemes  lineals en forma de funcions de transferència en ‘s’ i la seva representació amb diagrames de blocs i grafs de flux de senyal. També inclou l’estudi de la resposta temporal i freqüencial d’aquests sistemes, l’anàlisi de l’estabilitat  i el disseny de controladors de tipus PID

Resultats d'aprenentatge


En acabar l'assignatura, l'estudiant: 

  1. Analitza i dissenya sistemes de control i automatització industrial. (CE12)
  2. Utilitza adequadament eines de modelat i simulació. (CE12)
  3. Redacta textos amb l'estructura adequada als objectius de comunicació. Presenta el text a un públic amb les estratègies i els mitjans adequats. (CE10, CE11, CE12)
  4. Coneix i posa en pràctica la manera i la dinàmica de treballar en equip. . (CE10, CE11, CE12)
  5. Identifica les pròpies necessitats d'informació i utilitza les col·leccions, els espais i els serveis disponibles per dissenyar i executar cerques adequades a l'àmbit temàtic. (CE10, CE11, CE12)
  6. Porta a terme les tasques encomanades a partir de les orientacions bàsiques donades pel professor, decidint el temps que cal utilitzar en cada apartat, incloent aportacions personals i ampliant les fonts d'informació indicades. (CE10, CE11, CE12)
  7. Coneix una tercera llengua amb un nivell adequat, tant de forma oral com escrita. (CE10, CE11, CE12)

Metodologia de treball


Aquesta assignatura consta de tres hores setmanals de classes presencials a l'aula i dues hores quinzenals de pràctiques de laboratori.
A l'aula s'alternarà l'exposició dels conceptes teòrics i la resolució d'exercicis. Al laboratori els estudiants treballaran en grups de dues o tres persones.
Els estudiants disposaran de documentació per seguir l'assignatura: exercicis resolts i guió de pràctiques.
Els estudiants hauran de dedicar un temps addicional no presencial, a l'estudi, resolució d'exercicis, treballs previs i informes de les pràctiques, així com a la preparació de les proves escrites.

Continguts


1. Característiques dels Sistemes de Control. Models matemàtics de Sistemes Lineals. 

1.1 Sistemes de Control Automàtic. Terminologia bàsica: llaç obert, llaç tancat, error, controlador, acció de control,referència, sensor, actuador...

1.2 Models matemàtics de Sistemes

1.2.1 Equacions diferencials lineals amb coeficients constants,

1.2.2 Transformada de Laplace, Funcions de transferència,

1.2.3 Sistemes no lineals i linealització de sistemes no lineals.

1.3  Diagrames de blocs, simplificació de diagrames de blocs, graf de flux de senyal, fórmula de Mason... Exemples: Sistemes mecànics, elèctrics, motors, sistemes de tancs.

2.  Resposta temporal.

2.1 Sistemes de primer ordre,

2.2 Sistemes de segon ordre, sistemes d'ordre superior.

2.3 Especificacions de la resposta temporal.

3. Estudi de l'error. Coeficients d'error estàtic.

3.1 Estudi de l'error dinàmic d'un sistema en llaç tancat.

3.2 Tipus del sistema. Funció de transferència en llaç obert.

3.3 Coeficients d'error estàtic.

4.  Controladors tipus PID.  Índexs de funcionament.  (Pràctiques)

4.1 Controladors tipus PID: Control proporcional, control integral, control derivatiu, PI, PD i PID.

4.2 Índexs de funcionament basats en l'error (ISE, ITSE, IAE, ITAE)

4.3 Mètode de sintonia. Sintonia empírica, en llaç tancat i en llaç obert. Taules de sintonia.

5. Estabilitat de Sistemes en llaç tancat.

5.1 Concepte d'estabilitat. Estabilitat i el pla s.

5.2 Mètode del Lloc geomètric de les arrels (LGA). Dibuix de l'LGA. Condició de mòdul i condició d'angle. Altres regles. Disseny amb l' LGA segons especificacions temporals. 

5.3 Disseny de controladors PID amb l'LGA

5.4 Mètodes freqüencials.Dibuix i interpretació dels diagrames de Bode i Nyquist. Resposta freqüencial i estabilitat.

5.5 Disseny de controladors PID amb la Resposta freqüencial.

Activitats d'aprenentatge


- Pràctiques de laboratori (continguts dels temes 1 a 4).

- Primera prova (continguts dels temes 1 i 2).

- Segona prova (continguts dels temes 1, 2, 3 i 4 i pràctiques).

- Exercicis d'aprenentatge autònom

a) A l'aula

b) Fets fora de l'aula, per entregar 

Sistema d'avaluació


Condicions de l’Avaluació:

Nota Final = 0.7 Nota Exàmens + 0.2 Nota Pràctiques + 0.1 Nota Exercicis

Nota Exàmens = Max( 0.4 Primer Exàmen + 0.6 Segon Examen, Segon Exàmen)

Per a aplicar la fórmula de la nota final,

a) la Nota Exàmens ha de superar el 4. En cas de no superar-la, la Nota Final es calcularà segons:Nota Final= Nota Exàmens

b)  la Nota de pràctiques ha de superar el 4. En cas de no superar-la la Nota de Pràctiques passa a ser un 0. 

Hi haurà un examen de laboratori que valdrà el 30% de la Nota de pràctiques. El 70% de la nota de pràctiques es forma per l'informe final de totes les pràctiques i el treball fet al laboratori.

Examen de recuperació: 70% de la nota final en substitució del Primer i Segon Examen. També es podrà recuperar les pràctiques (Examen i informes)

Bibliografia


Bàsica

Dorf, Richard C. - Bishop, Robert H. Sistemas de Control Moderno. 10ª. Pearson - Prentice Hall, 2005. ISBN 8420544019.

Ogata, Katsuhiko. Ingeniería de Control Moderna. 5ª. Pearson - Prentice Hall, 2010. ISBN 9788483226605.

Roca, Miquel. Recopilació de Taules de Sintonia de PID.


Complementària

Ogata, Katsuhiko. Problemas de Ingeniería de Control. 1ª. Prentice Hall, 1998. ISBN 9788483220467.