Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 13112015 - Ingeniería de control

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería electrónica industrial (13112015)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería mecánica e Ingeniería electrónica industrial (13912018)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Ingeniería de control
CÓDIGO: 13112015 (*) CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 6.0 CURSO: 3 CUATRIMESTRE: SC
WEB: NO APLICABLE
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: ESTEVEZ ESTEVEZ, ELISABET
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA
ÁREA: 520 - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA
N. DESPACHO: A3 - 445 E-MAIL: eestevez@ujaen.es TLF: 953212167
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/112139
URL WEB: -
 
NOMBRE: CANO MARCHAL, PABLO
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA
ÁREA: 520 - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA
N. DESPACHO: A3 - 444 E-MAIL: pcano@ujaen.es TLF: 953212631
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/86670
URL WEB: -
 
NOMBRE: LÓPEZ RIQUELME, ARTURO
IMPARTE: Prácticas
DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA
ÁREA: 520 - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA
N. DESPACHO: A3 - 402 E-MAIL: ariquelm@ujaen.es TLF: 953212448
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/193814
URL WEB: -
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:
-
CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

La asignatura de Ingeniería de Control pertenece a la materia de Automática y se imparte en el tercer curso, segundo cuatrimestre del Grado en Ingeniería Electrónica.

 

Los sistemas de control están muy presentes en nuestra vida diaria, ejemplos claros podemos encontrarlos en el hogar (control de temperatura, sistema anti-robo o del teléfono móvil), en los sistemas de transporte (como el ABS o control de tracción de un automóvil o el control de crucero de un avión), en la industria (farmacéutica, máquina herramienta o de proceso) o en el control de tráfico de internet.

 

Un sistema de control automático sintetizado tiene como objetivo conseguir que un sistema  se comporte de una forma determinada con la mínima intervención humana. Si el sistema de control es "realimentado" mide el comportamiento del sistema a controlar para corregirlo si no es el deseado. La realimentación es una característica de la vida. Todos los organismos comparten la habilidad de medir cómo están y realizar cambios si es necesario.

 

Los sistemas de control automático son inherentemente multidisciplinares. Típicamente está formados por sensores (para medir), actuadores (para modificar), computadores y software (para calcular y tomar decisiones).

 

El objetivo de esta asignatura se centra en cómo emplear el conocimiento de procesos de diferentes disciplinas (física, química, mecánica, eléctrica,...)  adquirido en asignaturas de otras áreas y herramientas matemáticas ya estudiadas previamente (ecuaciones diferenciales y transformada de Laplace) en el análisis y diseño de sistemas de control.

 

Este objetivo se consigue a través de contenidos teóricos, metodológicos y experimentales:

 

  • TEÓRICOS para abordar el modelado de ejemplos de sistemas reales, su representación matemática y el análisis de su comportamiento dinámico a través de sus modelos.
  • METODOLÓGICOS para abordar las fases del diseño del sistema de control realimentado que permita mantener el comportamiento del sistema dentro de un rango establecido.

EXPERIMENTALES con objeto de llegar a observar el efecto del diseño de controladores sobre sistemas reales (modelos a escala de sistemas industriales simples)

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

No tiene

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB2R Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
CB3R Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB4R Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
CB5R Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
CEX6 Conocimiento y capacidad para el modelado y simulación de sistemas. Conocimientos de regulación automática y técnicas de control y su aplicación a la automatización industrial.
CT2 Capacidad para la gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnica y la legislación necesaria para la práctica de la ingeniería.
CT4 Capacidad para aplicar nuevas tecnologías incluidas las tecnologías de la información y la comunicación.
CT6 Capacidad para la transmisión oral y escrita de información adaptada a la audiencia.
Resultados de aprendizaje
Resultado 1 Capacidad de comprender y modelar la dinámica de procesos mecánicos, térmicos, hidráulicos y eléctricos
Resultado 14 Afianzamiento de los conceptos básicos de la teoría de control en sistemas continuos.
Resultado 2 Simulación mediante herramientas específicas de procesos a partir de sus modelos
Resultado 3 Comprender los conceptos de estabilidad y las condiciones en que tienen lugar
Resultado 4 Aprender a sintonizar reguladores PID
Resultado 5 Diseño de compensadores partiendo de la respuesta en frecuencia
5. CONTENIDOS

Aplicación de las transformadas de Laplace al modelado de sistemas

Modelado de sistemas térmicos, mecánicos, hidráulicos y eléctricos

Funciones de transferencia y diagramas de bloques

Respuesta temporal de sistemas

Reguladores PID

Respuesta en el tiempo y diseño de compensadores.

 

  1. Fundamentos de control de sistemas continuos
    • Sistemas dinámicos
    • Control Automático
    • Realimentación
    • Lazos de control
    • Estructura de un sistema realimentado
  2. Herramientas de representación externa
    • Ecuaciones diferenciales
    • Linealización de sistemas
    • Transformada de Laplace
    • Función de transferencia
    • Álgebra de bloques
  3. Modelado de sistemas
    • Introducción
    • Modelado de sistemas eléctricos
    • Modelado de sistemas mecánicos
    • Modelado de sistemas electromecánicos
    • Modelado de sistemas hidráulicos
  4. Análisis en el tiempo de un sistema dinámico
    • Introducción
    • Sistemas de primer orden
    • Sistemas de segundo orden
    • Sistemas de orden superior
    • Cancelación cero-polo
  5. Sistemas realimentados
    • Realimentación de sistemas de primer orden
    • Realimentación de sistemas de segundo orden
    • Realimentación de sistemas de orden superior
    • Estabilidad
    • Errores en régimen permanente
    • Lugar geómetrico de las ráices (LR)
  6. Diseño controladores
    • Acciones básicas de control
    • Métodos de sintonía experimentales
    • Diseño del controlador a través del LR
  7. Análisis de respuesta en frecuencia de un sistema realimentado
    • Función de transferencia en el dominio de la frecuencia
    • Representaciones gráficas:
      • Diagrama Polar
      • Diagrama de Bode
    • Estabilidad Relativa
    • Diseño de un controlador en el dominio de la frecuencia

Prácticas de laboratorio:

  1. Práctica 1: Modelado e identificación de un sistema dinámico
  2. Práctica 2: Análisis en el dominio temporal
  3. Práctica 3: Sistemas realimentados
  4. Práctica 4: Controladores PID 
  5. Práctica 5: Diseño controladores a través de LR
  6. Práctica 6: Diagrama de Bode
  7. Práctica 7: Diseño Compensador a través del dominio de la frecuencia

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases magistrales
  • M2 - Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M3 - Actividades introductorias
  • M4 - Conferencias
40.0 60.0 100.0 4.0
  • CB2R
  • CB3R
  • CB4R
  • CB5R
  • CEX6
  • CT2
  • CT4
  • CT6
A2R - Clases en pequeño grupo
  • M10R - Aulas de informática
  • M11R - Resolución de ejercicios
  • M12R - Presentaciones/exposiciones
  • M13R - Otros
  • M6R - Actividades practicas
  • M8R - Debates
  • M9R - Laboratorios
15.0 22.5 37.5 1.5
  • CB3R
  • CB4R
  • CEX6
  • CT4
A3 - Tutorías colectivas/individuales
  • M14 - Supervisión de trabajos dirigidos
  • M17 - Aclaración de dudas
  • M18 - Comentarios de trabajos individuales
  • M19 - Presentaciones/exposiciones
4.5 8.0 12.5 0.5
  • CEX6
  • CT2
  • CT4
  • CT6
TOTALES: 59.5 90.5 150.0 6.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Aparte de las clases expositivas en gran grupo y  de las 7 prácticas a realizar durante el semestre, se realizará un seminario. Este seminario tendrá como finalidad presentar casos reales de regulación de sistemas.

 

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales -Asistencia y participacion -Participación activa en las prácticas de laboratorio 5.0%
Conceptos teóricos de la materia - Aprendizaje de los conceptos y explicaciones - Aplicación a ejemplos Examen teórico en forma de desarrollo y cuestiones breves 15.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios - Capacidad de resolución de problemas - Aplicación de la teoría a la práctica Examen práctico 65.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC - Participación activa en prácticas - Preparación de las prácticas Prácticas en laboratorio 15.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

Para aprobar la asignatura hay que:

  1. Asistir a todas las prácticas (se podrá recuperar como máximo práctica)
  2. Aprobar el examen de teoría y problemas. 
  3. Aprobar las prácticas.

Examen práctico evalúa las competencias: CT4 y CEX6.

Resultados:  2, 14, 3, 4, 5

Examen teórico evalúa las compentencias: CT2, CT4 Y CEX6

Resultados:  1, 14, 3, 4, 5

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Sistemas de control moderno. Edición: 10ª ed., [última repr.]. Autor: Dorf, Richard C.. Editorial: Madrid [etc.]: Pearson Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Sistemas de control para ingenieria. Edición: -. Autor: Nise, Norman S.. Editorial: Mexico, D.F.: Compañía Editorial Continental, 2002  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Control de sistemas contínuos: problemas resueltos. Edición: -. Autor: -. Editorial: Madrid: McGraw-Hill, 1996  (C. Biblioteca)
  • Ingeniería de control moderna. Edición: 5ª ed.. Autor: Ogata, Katsuhiko. Editorial: Madrid [etc.]: Pearson Education, 2010  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA (segundo cuatrimestre)
Semana A1 - Clases expositivas en gran grupo A2R - Clases en pequeño grupo A3 - Tutorías colectivas/individuales Trabajo autónomo Observaciones
Nº 1
28 ene - 3 feb 2019
3.00.00.0 4.5 Clases Expositivas Tema 1 y Tema 2
Nº 2
4 - 10 feb 2019
3.02.00.0 9.0 Clases Expositivas. Tema 3. Práctica 1
Nº 3
11 - 17 feb 2019
3.00.00.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 3
Nº 4
18 - 24 feb 2019
3.02.00.0 9.0 Clases Expositivas Tema 3. Práctica 2
Nº 5
25 feb - 3 mar 2019
3.00.00.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 4
Nº 6
4 - 10 mar 2019
3.00.00.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 5
Nº 7
11 - 17 mar 2019
3.02.00.0 9.0 Clases Expositivas. Tema 5. Práctica 3
Nº 8
18 - 24 mar 2019
1.00.02.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 5
Nº 9
25 - 31 mar 2019
3.02.00.0 9.0 Clases Expositivas. Tema 5. Práctica 4
Nº 10
1 - 7 abr 2019
3.00.00.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 6
Nº 11
8 - 14 abr 2019
3.02.00.0 9.0 Clases Expositivas. Tema 6. Práctica 5
Período no docente: 15 - 21 abr 2019
Nº 12
22 - 28 abr 2019
1.00.02.0 4.5 Clases Expositivas. Tema 6 y Tema 7
Nº 13
29 abr - 5 may 2019
3.02.00.0 0.0 Clases Expositivas. Tema 7
Nº 14
6 - 12 may 2019
2.03.00.5 9.5 Clases Expositivas. Tema 7. Práctica 6
Nº 15
13 - 17 may 2019
3.00.00.0 4.5  
Total Horas 40.0 15.0 4.5 90.5