101232 - CONTROL INDUSTRIAL

Tipus d'assignatura: Obligatòria

Coordinador: Julián Horrillo Tello

Trimestre: Tercer trimestre

Crèdits: 4

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

Aquesta assignatura disposa de recursos metodològics i digitals per fer possible la seva continuïtat en modalitat no presencial en el cas de ser necessari per motius relacionats amb la Covid-19. D’aquesta forma s’assegurarà l’assoliment dels mateixos coneixements i competències que s’especifiquen en aquest pla docent.

El Tecnocampus posarà a l’abast del professorat i l’alumnat les eines digitals necessàries per poder dur a terme l’assignatura, així com guies i recomanacions que facilitin l’adaptació a la modalitat no presencial.

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)

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.

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

Prova escrita −EX− (continguts de tot el temari i pràctiques).

Pràctiques de laboratori −P− (continguts de tot el temari).

La qualificació final (QF) de l’assignatura es calcula de la següent manera:

QF = EX 0,7 + P 0,3

Notes mínimes:

EX: 3,0

P: 4,0

En cas que la qualificació EX estigui per sota de la nota mínima corresponent, QF=EX.

En cas que la qualificació P estigui per sota de la nota mínima corresponent, P=0, i la qualificació final de l’assignatura QF quedarà limitada a 5,0.

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

Hi haurà programada la recuperació extraordinària de les activitats EX (examen) i P (examen i informes de pràctiques) per a aquells estudiants que no hagin superat l’assignatura en l’avaluació ordinària. La qualificació d’aquesta recuperació substituirà a la de les activitats EX i P dins de l’avaluació de l’assignatura, sempre que sigui superior. En cas de realitzar la sessió de recuperació, la qualificació final QF quedarà limitada a 6,9.

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.

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