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Guía docente 2022-23 - 13112004 - Control por computador
| TITULACIÓN: | Grado en Ingeniería electrónica industrial (13112004) |
| CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN) |
| TITULACIÓN: | Doble Grado en Ingeniería mecánica e Ingeniería electrónica industrial (13912005) |
| CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN) |
| TITULACIÓN: | Doble Grado en Ingeniería eléctrica e Ingeniería electrónica industrial (13712008) |
| CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN) |
| CURSO: | 2022-23 |
| ASIGNATURA: | Control por computador |
| NOMBRE: Control por computador | |||||
| CÓDIGO: 13112004 (*) | CURSO ACADÉMICO: 2022-23 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 6.0 | CURSO: 4 | CUATRIMESTRE: PC | |||
| WEB: https://platea.ujaen.es | |||||
| NOMBRE: SÁNCHEZ GARCÍA, ALEJANDRO | ||
| IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
| ÁREA: 520 - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA | ||
| N. DESPACHO: A3 - 468 | E-MAIL: asgarcia@ujaen.es | TLF: 953213380 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/29515 | ||
| URL WEB: https://grav.ujaen.es/index.php/rushmore_teams/alejandro-sanchez-garcia/ | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0404-306X | ||
Esta asignatura complentan los conocimientos sobre diseño de sistemas realimentados de control. Resulta de una continuación natural de Ingeniería de Control, centrado en este caso el estudio sobre la representación, análisis y diseño de sistemas de control en tiempo discreto mediante la transformada Z.
Se recomienda haber superado la asignatura Ingeniería de Control e Informática industrial.
Resulta muy conveniente cursar la asignatura de Programación.
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.| 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. |
| CEX7 | Conocimientos de principios y aplicaciones de los sistemas robotizados. Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial. |
| CEX8 | Conocimiento aplicado a la informática industrial y comunicaciones. |
| CT1 | Capacidad para trabajar, dirigir y gestionar conflictos en un grupo multidisciplinar y/o un entorno multilingüe. |
| 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 15 | Conocer la necesidad del control digital aplicado a la industria. |
| Resultado 16 | Conocer herramientas matemáticas que faciliten el modelado y control de sistemas discretos. |
| Resultado 17 | Capacidad de diseñar e implementar un sistema hardware de control por computador |
| Resultado 18 | Capacidad de desarrollar algoritmos de control en tiempo discreto. |
| Resultado 19 | Capacidad para programar dichos algoritmos en sistemas hardware. |
Revisión de los conceptos básicos de la teoría de control de sistemas continuos.
Introducción al control de sistemas digitales. Justificación.
Elementos de un controlador digital.
Análisis de sistemas muestreados.
Diseño de sistemas de control discretos en el dominio del tiempo y frecuencia.
Diseño de controladores digitales.
Programación de controladores digitales.
TEMA 1. El ordenador como elemento de control
Introducción.
Esquema del control por ordenador
Ventajas e inconvenientes de la utilización del ordenador como sistema de control.
NOTA: Se presentará el estado actual de los controladores digitales tanto a nivel comercial-industrial como los desarrollados para aplicaciones embebidas en el sector de la automoción, navegación automática, gestión de energía etc.
TEMA 2. Secuencias y sistemas discretos. Transformada Z
Propiedades de las secuencias.
Representación de los sistemas discretos mediante la ecuación en diferencias.
Transformada de Laplace de una secuencia.
La transformada Z
Solución de ecuaciones en diferencias mediante la transformada Z
Diagramas de bloques de los sistemas muestreados
TEMA 3. Muestreo y reconstrucción de señales
Introducción
Muestreo de señales
Reconstrucción de señales
Retenedores de orden 0 y superiores
Implementación de filtros digitales
NOTA: Se describiran aplicaciones específicas de los filtros digitales en sus diferentes entornos de utilización. Se mostrarán las fases de diseño del filtro digital mediante la utilización de herramientas CAD especificas y la utilización de hardware FPGA para procesamiento en tiempo real.
TEMA 4. Análisis en el plano Z de los sistemas de control en tiempo discreto
Correspondencias entre el plano S y el plano Z
Análisis de la estabilidad
Criterio de Jury y Routh modificado
Análisis de la respuesta transitoria
Análisis de la respuesta en estado permanente.
NOTA: Se hará un uso intensivo de herramientas de análisis basadas en computador (MatLab, SCILabs)
TEMA 5. Diseño de sistemas de control en tiempo discreto.
Diseño mediante métodos convencionales
Diseño basado en el método del lugar geométrico de las raíces
Diseño basado en el método de la respuesta en frecuencia
Discretización de reguladores continuos PID
NOTA: Se mostrarán ejemplos concretos de controladores industriales que hacen uso de los metodos de diseño presentados.
TEMA 6. Diseño de sistemas de control por sístesis directa
Síntesis Directa
Método de asignación de polos
Controladores de tiempo mínimo
Controladores de tiempo finito
NOTA: Se mostrarán ejemplos concretos de controladores industriales que hacen uso de los metodos de diseño presentados.
PRÁCTICAS
Las prácticas están planificadas para el desarrollo completo de un controlador digital tanto a nivel de hardware como de software (firmware).
P1. Presentación objetivo del proyecto de controlador digital.
Definición de las especificaciones y aspectos técnicos-economicos: tipo de procesador, microcontrolador, elementos de interface, consideraciones de energía, potencia de cálculo, coste etc..
P2. Implementación hardware del controlador.
Diseño e implementación electrónica del controlador. Utilización de herramientas CAD de diseño.
P3. Desarrollo firmware I
Programación sobre el hardware de una primera aplicación de calculo y comunicaciones.
P4. Desarrollo firmware II
Ampliación del programa para la gestión de las entradas-salidas analógicas y digitales e implementación de un sencillo lazo de control.
P5. Desarrollo firmware III
Implementación del nucleo del programa que realizará las funciones del lazo de control, monitorización y supervisión.
P6. Diseño interface HMI.
Utilizando FreePascal se desarrollará la interface de alto nivel para intercomunicar el controlador con el computador central. Esta interface servirá de elemento de interacción entre el operador y el controlador.
P7. Test de funcionamiento del sistema completo
Se verificará sobre la maqueta de test la funcionalidad y prestaciones del controlador, mediante la realización de ensayos de respuesta.
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
40.0 | 60.0 | 100.0 | 4.0 |
|
A2R - Clases en pequeño grupo
|
15.0 | 22.5 | 37.5 | 1.5 |
|
A3R - Tutorías colectivas
|
0.0 | 12.5 | 12.5 | 0.5 |
|
| TOTALES: | 55.0 | 95.0 | 150.0 | 6.0 |
El desarrollo de la asignatura combinará presentaciones, desarrollos en la pizarra y ejercicios prácticos. Aunque la asignatura tiene una importante carga matemática (métodos de descripción de los sistemas, procedimentos de análisis etc.), el objetivo final es de caracter eminentemente práctico. El alumno ha de ser capaz, al completar la asignatura, de diseñar y construir un controlador digital capaz de gestionar de manera adecuada un lazo de control.
En todos los temas teóricos de la asignatura, se conectarán los contenidos desarrollados con sus implicaciones en el diseño del controlador final. Se hará uso de herramientas CAD durante todas las fases del desarrollo.
Las prácticas de laboratorio se realizará de manera conjunta en grupos de dos alumnos que periodicamente deberán presentar los resultados del desarrollo. Los alumnos dispondrán de cierta libertad para la elección del proyecto de controlador a desarrollar, si bien estarán supervisados por el profesor en la elección de los caminos a seguir.
El conjunto de grupos formarán clusters para compartir sus experiencias bajo la guia del profesor. Para ello se organizarán seminarios extra donde se comunicaran los avances de cada grupo y se aclararán dudas. Esto fomentará el trabajo en equipo y la colaboración entre alumnos.
La documentación necesaria para el desarrollo de las prácticas estará en Ingles dado que la mayor parte de las hojas de datos de los fabricantes solo se encuentran en ese idioma. Por otro lado, el desarrollo del software HMI se hará desde un plantemiento de internacionalización del programa, de tal manera que el usuario final pueda elegir el idioma en el que se muestra la interface HMI.
| ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
|---|---|---|---|
| Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales | -Participación activa en la clase. -Participación en los debates Participación en el trabajo grupal | Observación y notas del profesor. | 5.0% |
| Conceptos teóricos de la materia | Aprendizaje de conceptos fundamentales. Capacidad de resolución de problemas. Aplicación de la teoría a la práctica | Examen teórico con cuestiones y problemas | 70.0% |
| Realización de trabajos, casos o ejercicios | Realización de trabajos, casos o ejercicios | Realización de trabajos, casos o ejercicios | 10.0% |
| Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Prácticas de laboratorio/ordenador | Prácticas de laboratorio/ordenador | 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 las titulaciones universitarias de carácter oficial
Requisitos para aprobar la asignatura:
Desarrollar completamente el proyecto de controlador definido en las PRACTICAS. Se valorará especialmente las caracteristicas finales de comportamiento del controlador digital construido. Con este trabajo se tratará de alcanzar las competencias CB2R, CB3R, CB4R mediante la presentación de su trabajo. Además la capacidad CT1 para trabajar en grupo y las CT2 y CT4 para manejar herramientas informáticas de diseño.
Superar el examen teórico de la asignatura. Este examen contendrá al menos dos ejercicios prácticos sobre el diseño de controladores y otros dos sobre los métodos de descripción y análisis de sistemas discretos de control. Se valorarán los conocimientos adquiridos de las competencias CEX6, CEX7 y CEX8.
La calificación final se ponderará 60% teoría, 40% prácticas de laboratorio. Para la ponderación es preciso haber superado ambas partes.
En el examen teórico se trataran de valorar los resultados de aprendizaje 15, 16, 18. La parte de prácticas de laboratorio los resultados 17 y 19.
- Discrete-time control system analysis and design [electronic resource] edited by C.T. Leondes.. Edición: -. Autor: Leondes, Cornelius T.. Editorial: Academic Press (C. Biblioteca)
- Sistemas de control en tiempo discreto. Edición: 2ª ed. Autor: Ogata, Katsuhiko. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall Hispanoamericana, cop. 1996 (C. Biblioteca)
- Apuntes de sistemas de control [Recurso electrónico] . Edición: -. Autor: -. Editorial: San Vicente (Alicante) : ECU, 2013 (C. Biblioteca)
- Discrete-Time Control System Design with Applications. Edición: 1. Autor: C.A. RabbathN. Léchevin. Editorial: Springer, New York, NY (C. Biblioteca)
- Sistemas de control digital: análisis y diseño. Edición: -. Autor: Phillips, Charles L.. Editorial: Barcelona [etc.]: GG, cop. 1987 (C. Biblioteca)
| Semana | A1 - Clases expositivas en gran grupo | A2R - Clases en pequeño grupo | A3R - Tutorías colectivas | Trabajo autónomo | Observaciones | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nº 1 12 - 18 sept. 2022 |
3.0 | 0.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 1 | |
| Nº 2 19 - 25 sept. 2022 |
3.0 | 0.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 2 | |
| Nº 3 26 sept. - 2 oct. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 2 P1-1 LAB | |
| Nº 4 3 - 9 oct. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 2 P1-2 LAB | |
| Nº 5 10 - 16 oct. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 3 P2-1 | |
| Nº 6 17 - 23 oct. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 3 P2-2 | |
| Nº 7 24 - 30 oct. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 4.0 | TEMA 3 P3-1 | |
| Nº 8 31 oct. - 6 nov. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 6.0 | TEMA 4. P3-2 | |
| Nº 9 7 - 13 nov. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 4. P4-1 | |
| Nº 10 14 - 20 nov. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 5. P4-2 | |
| Nº 11 21 - 27 nov. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 5. P5-1 | |
| Nº 12 28 nov. - 4 dic. 2022 |
3.0 | 1.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 5. P5-2 | |
| Nº 13 5 - 11 dic. 2022 |
2.0 | 1.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 6. P6-1 | |
| Nº 14 12 - 18 dic. 2022 |
1.0 | 2.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 6. P6-2 | |
| Nº 15 19 - 22 dic. 2022 |
1.0 | 2.0 | 0.0 | 8.0 | TEMA 6. P7-1-2 | |
| Total Horas | 40.0 | 15.0 | 0.0 | 90.0 | ||
METODOLOGÍA DOCENTE Y
ACTIVIDADES FORMATIVAS y PRESENCIALIDAD
|
ACTIVIDADES FORMATIVAS |
FORMATO
(*)
|
METODOLOGÍA DOCENTE |
|
A1. Clases expositivas en gran grupo |
Presencial
100% (*)
|
Clase
en el horario y aula asignados.
|
|
A2. Clases prácticas |
Presencial
rotativa 50% (*)
|
Clase
en el horario y aula asignados a una
|
|
A3. Tutorías |
Presencial
100% (*)
|
Asistencia al alumno de manera presencial, manteniendo la distancia de seguridad. El alumno ha de solicitar cita para poder gestionar la asistencia. |
(*) El Centro podrá variar el porcentaje de presencialidad dependiendo del número de estudiantes y el aforo del aula/laboratorio de acuerdo con las medidas sanitarias. En caso de presencialidad inferior al 100%, se realizará rotación periódica de estudiantes según determine el Centro.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
|
PRUEBA DE EVALUACIÓN |
FORMATO |
DESCRIPCIÓN y PESO |
|
S1. Participación en actividades presenciales y/o no presenciales |
Mediante observación del profesor y notas del profesor.
|
Participación activa en clase 5% |
|
S2. Conceptos teóricos |
Realización de examen de forma presencial (en la fecha oficialmente establecida), siempre y cuando se respete la distancia sanitaria por limitación de aforo. Si no fuera posible el examen sería online. |
Examen para evaluar los conocimientos teóricos de la material y su aplicación en la resolución de problemas. 70% |
|
S3. Prácticas |
Memoria técnica y software (firmware). |
Desarrollo del firmware y software para el funcionamiento del sistema de control según las especificaciones del proyecto inicial. 25% |
Para obtener el aprobado es preciso que la calificación en S1+S2 como S3 sea igual o superior a 5 sobre 10. De alcanzar esta puntuación, la calificación final será 0,75*(S1+S2)+0,25*S3.
METODOLOGÍA DOCENTE Y
ACTIVIDADES FORMATIVAS y PRESENCIALIDAD
|
ACTIVIDADES FORMATIVAS |
FORMATO |
METODOLOGÍA DOCENTE |
|
A1. Clases expositivas en gran grupo |
Online y síncrono |
Clases magistrales vía telemática. |
|
A2. Clases prácticas |
Online y síncrono |
Sesiones prácticas que incluirán seminarios por vía telemática y asistencia online en el desarrollo del los trabajos. |
|
A3. Tutorías |
Online |
Mediante medios telemáticos (videoconferencia, chat, email..) |
SISTEMA DE EVALUACIÓN
|
PRUEBA DE EVALUACIÓN |
FORMATO |
DESCRIPCIÓN y PESO |
|
S1. Participación en actividades presenciales y/o no presenciales |
Mediante observación del profesor y notas del profesor.
|
Participación activa en clase y tutorías telemáticas. 5% |
|
S2. Conceptos teóricos |
Realización de examen online. |
Examen para evaluar los conocimientos teóricos de la material y su aplicación en la resolución de problemas. 70% |
|
S3. Prácticas |
Memoria técnica y software (firmware). |
Desarrollo del firmware y software para el funcionamiento del sistema de control según las especificaciones del proyecto inicial. 25% |
Para obtener el aprobado es preciso que la calificación en S1+S2 como S3 sea igual o superior a 5 sobre 10. De alcanzar esta puntuación, la calificación final será 0,75*(S1+S2)+0,25*S3.
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén
Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es
Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.
Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.
Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.
Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.
Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es
Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es
Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.
Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.
Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.
Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.
Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es