Programas detallados nuevas asignaturas

Programa (teoría+prácticas) para Señales y Sistemas (Grado en EyA)
(VERSIÓN III)
Tema 1 Modelado de sistemas continuos
(7+4) horas
1.1.- Señales continuas y su representación
1 hora
1.2.- Herramientas de modelado
3 horas
Transformada de Laplace: propiedades principales. Teoremas del valor inicial y final.
Descripción externa: Función de Transferencia. Obtención de la FdT a partir de las
ecuaciones diferenciales. Diagramas de bloques: definición y reglas de simplificación.
1.3.- Modelado de sistemas físicos
3 horas
Sistemas mecánicos de rotación y traslación. Sistemas electrico-electrónicos. Sistemas
electromecánicos: el motor CC. Sistemas térmicos e hidráulicos.
Problemas
4 horas
·
Problemas relacionados con el modelado de sistemas mecánicos, eléctricos,
electromecánicos y de transmisión de calor.
·
Álgebra de bloques.
Tema 2.- Análisis temporal de sistemas continuos
(5+3) horas
Respuesta temporal de un sistema lineal
2.1.- Estabilidad
1.5 horas
Definición. Estabilidad y polos de la FdT. Criterio de Routh.
2.2.- Análisis de transitorios
3.5 horas
Parámetros característicos de la respuesta al escalón. Análisis de sistemas de primer
orden básico y completo. Análisis de sistemas de 2º orden básico y con cero adicional.
Sistemas de orden superior: polos dominantes. Retraso puro.
Problemas
3 horas
·
Análisis de transitorio y permanente.
·
Identificación de sistemas a partir de la respuesta temporal.
Tema 3.- Análisis frecuencial de señales y sistemas continuas
(9+4) horas
3.1.- Descripción frecuencial de señales.
3 horas
Descomposición armónica de Fourier. Transformada de Fourier: Espectro de una señal. El
muestreo y la reconstrucción de señales desde una perspectiva frecuencial
3.2.- FdT frecuencial
3 horas
Respuesta frecuencial de un sistema LTI: definición. Relación de la respuesta frecuencial
con la FdT frecuencial.
3.3.- Representaciones gráficas: diagramas de Bode y polares
3 horas
Representación gráfica de la respuesta frecuencial. Trazado a partir de la FdT. Retraso
puro. Representación asintótica. Parámetros frecuenciales: Resonancia, frecuencia de
corte y ancho de banda. Filtros. Identificación de la FdT a partir del Bode. Diagramas
polares. Trazado aproximado.
Problemas
4 horas
·
Problema relacionado con la obtención de parámetros frecuenciales a partir de un
circuito eléctrico RLC. Análisis del circuito en función de esos parámetros.
·
Filtrado.
·
Respuesta a una señal cuadrada de distintas frecuencias. PWM.
·
Respuesta en frecuencia de un sistema derivativo, amplificación de ruido.
·
Problema relacionados con la identificación de la FdT a a partir de diagramas de
Bode.
Tema 4.- Modelado y simulación de sistemas discretos
(9+3) horas
6.1.- Sistemas (de eventos) discretos. Grafos de estado
3 horas
Introducción: estado continuo versus estado discreto. Sistemas de tiempo discreto
(muestreados) versus Sistemas de eventos discretos. Ejemplos (colas, lineas de flujos,
sistemas de manufactura,…). Máquinas de estados finitos: autómatas de Mealy y de
Moore. Reglas de reducción.
6.2.- Redes de Petri
3 horas
Limitaciones de los grafos de estado e n el modelado de sistemas complejos. Definición
formal de RdP. Validación y disparo de una transición. Metodologías de construcción.
Esquemas de sincronización. Ejemplos de modelado.
6.3.- Propiedades cualitativas y cuantitativas. Estudio basado en ejemplos 2 horas
Propiedades cualitativas (bloqueo, vivacidad, ciclicidad, limitación, etc.)
Propiedades cuantitativas (prestaciones, monotonia, etc.)
6.4.- Simulación de sistemas discretos e híbridos
1 hora
Componentes de un modelo de simulación de eventos discretos (evento, proceso,
actividad). Mecanismos de avance de tiempo. Estrategias de simulación.
Problemas
3 horas
Varios problemas de modelado que pusiesen de relieve la capacidad de la RdP a la hora
de modelar sistemas concurrentes y el uso de recursos compartidos (el ejemplo de los 2
carritos con un tramo de vía común).
PRACTICAS
P1.- Simulación de sistemas continuos e Matlab/Simulink
P2.- Identificación experimental de sistemas continuos
● Identificación no paramétrica de un sistema electromecánico a partir de la respuesta a l
escalón, bajo condiciones de perturbación (fricción seca de coulomb)
● Identificación de la FdT de un sistema electrónico (o electromecánico) de 2º orden a
partir del diagrama de Bode obtenido experimentalmente.
P3.- Análisis( estabilidad +transit. + pte.) frecuencial
P4.- Simulación de sistemas discretosP5.-Dimensionado de un sistema de eventos por simulación
Programa (teoría+prácticas) para Sistemas Automáticos(Grado en EyA)
Tema 0 Presentación de la asignatura. Introducción histórica (2) horas
Tema 1 Control de sistemas de eventos discretos (12) horas
1.1 Introducción a los sistemas de Automatización Industrial 1 hora
1.2 Autómatas Programables Industriales
2 horas
1.3 Entradas/salidas digitales y analógicas. Captadores y accionadores. 2 horas.
1.3 Programación de Sistemas de eventos discretos
7 horas
Tema 2 Sistemas Realimentados (9 horas)
2.1 Propiedades de Sistemas realimentados. 1 hora
2.2 Respuesta En Régimen Permanente. Precisión. 2 horas.
2.3 Técnicas de análisis basadas en el lugar de las raíces
3 horas
Reglas de dibujo aproximado. Sensibildad paramétrica con LR
2.4 Estabilidad en el dominio de la frecuencia 3 horas
Margen de fase y margen de ganancia. Relación entre respuesta temporal y frecuencial.
Criterio de Nyquist.
Tema 3 Control de Sistemas Continuos (16 horas)
3.1 Acciones básicas de Control. 2 horas
3.2 Diseño de controladores. 7 horas.
Cancelación de polos y ceros. Lugar de las raíces.
3.3 Diseño de controladores en el dominio de la frecuencia 7 horas
Tema 4 Estructuras de control ( 4 horas)
4.1 Modificaciones control PID. 1 hora
I-PD, IP-D.
4.2 Prealimentación. Servopropulsor. 2 horas
4.3 Control en cascada. 1 hora
Tema 5 Control Industrial (4 horas)
5.1 Reguladores PID industriales. 3 horas
Tecnología del Control PID. Control feedforward.Control de ratio.Acción PWM. Acción
Servo. Acción Calor Frío. Antiwindup. Paso de manual a automático sin golpe.
5.2 Ajuste empírico. Ziegler Nichols. 1 hora
PRACTICAS
Sistemas de eventos discretos
Práctica 1 Introducción a la programación de Autómatas
Práctica 2 (elegir una)
Control de maquetas Fischertechnik (Unity con pantallas de operador)
Control de estaciones de la célula de fabricación (Unity y Vijeo Designer)
Sistemas Continuos
Práctica 3 Control de un servomotor
Control basado en Matlab o Labview.
Práctica 4 Implementación de PID en PLCs
Unity. Cálculo de reguladores por lugar de las raíces.
Práctica 5 Control de la maqueta de una minicentral
Control basado en Matlab o Labview, lugar de las raíces y técnicas frecuenciales.
Sistemas Automáticos Químicos
Presentación de la asignatura. Introducción histórica (2) horas
BLOQUE 1. - Automatismos Lógicos
Tema 1 Control de Sistemas de eventos discretos
(8) horas
1.
Introducción a los sistemas de Automatización Industrial 2 horas
2.
Autómatas Programables Industriales 2 horas
3.
Modelado y programación de Sistemas de eventos discretos 4 horas
BLOQUE 2.- Comportamiento dinámico de sistemas continuos
Tema 2 Modelado de sistemas continuos (5) horas
2.1 Herramientas de modelado 2 horas
Transformada de Laplace: propiedades principales. Teoremas del valor inicial y final.
Descripción externa: Función de Transferencia. Obtención de la FdT a partir de las
ecuaciones diferenciales. Diagramas de bloques: definición y reglas de simplificación.
2.2 Modelado de sistemas físicos
3 horas
Principio de conservación de cantidades fundamentales. Modelo de retraso. Modelos de
procesos térmicos, de llenado, mezclado y reactores químicos.
Tema 3 Análisis temporal de sistemas continuos
(5) horas
3.1 Análisis de transitorios
4 horas
Parámetros característicos de la respuesta al escalón. Análisis de sistemas de primer
orden. Análisis de sistemas de 2º orden. Sistemas de orden superior: polos dominantes.
Retraso puro.
3.2 Estabilidad 1 hora
Definición. Estabilidad y polos de la FdT. Criterio de Routh.
Tema 4 Análisis frecuencial de sistemas continuos
(4) horas
4.1 Transformada de Fourier. FdT frecuencial 1 hora
4.2 Diagramas de Bode 3 horas
Representación gráfica de la respuesta frecuencial. Trazado a partir de la FdT. Retraso
puro. Representación asintótica. Parámetros frecuenciales: Resonancia, frecuencia de
corte y ancho de banda. Filtros.
BLOQUE 3.- Sistemas de control realimentados
Tema 5 Sistemas Realimentados (7) horas
5.2 Propiedades de Sistemas realimentados. 1 hora
5.2 Respuesta En Régimen Permanente. Precisión. 2 horas.
5.3 Lugar de las raíces 2 horas
5.4 Margen de fase y margen de Ganancia. Relación entre respuesta temporal y
frecuencial. Criterio de Nyquist caso simplificado. 2 horas.
Tema 6 Control de Sistemas Continuos (14 horas)
6.1 Acciones básicas de Control. 1 hora
6.2 Diseño de controladores. 9 horas.
Cancelación de polos y ceros. Lugar de las raíces. Efecto de los controladores en el
dominio de la frecuencia.
6.3 Prealimentación 1 hora
6.4 Predictor de Smith 1hora
6.5 Reguladores PID industriales. 2 horas
Tecnología del Control PID. Control de ratio. Acción PWM. Acción Servo. Acción Calor
Frio. Ajuste empírico. Ziegler Nichols.
6.6 Implementación programada de los controladores. AntiWindup
PRACTICAS
Sistemas de eventos discretos
P1. Control de Maquetas – Célula. Planta embotelladora. (Unity with screen operator)
Sistemas Continuos
P2. Estudio temporal de sistemas. Modelado y experimentación. Maqueta y
Matlab/Simulink
P3. Sistemas en bucle abierto y Control en bucle cerrado. Matlab/Simulink.
P4. Control en bucle cerrado: Retraso y calculo experimental. Matlab/Simulink
P5. Control de depósitos. Implementación de PID en PLCs
EVALUACION
1) Observación relacionada con los estudios previos de las prácticas, los informes posteriores y
pequeñas cuestiones relacionadas. Calificado sobre 10.
2) Prueba Global.
2.a. 70% Prueba escrita teoría y ejercicios.
Esta prueba escrita ha de tener una calificación mínima de 4 sobre 10.
2.b 30% Preguntas y cuestiones sobre prácticas y trabajo.
Los alumnos podrán elegir entre realizar esta prueba o sustituirla por la evaluación
obtenida en 1.
Sistemas Automáticos Eléctricos
Tema 0 Presentación de la asignatura. Introducción histórica (2) horas
BLOQUE 1. - Automatismos Lógicos
Tema 1 Control de Sistemas de eventos discretos
(8) horas
1.
Introducción a los sistemas de Automatización Industrial 2 horas
2.
Autómatas Programables Industriales 2 horas
3.
Modelado y programación de Sistemas de eventos discretos 4 horas
BLOQUE 2.- Comportamiento dinámico de sistemas continuos
Tema 2 Modelado de sistemas continuos (5) horas
2.1 Herramientas de modelado 2 horas
Transformada de Laplace: propiedades principales. Teoremas del valor inicial y final.
Descripción externa: Función de Transferencia. Obtención de la FdT a partir de las
ecuaciones diferenciales. Diagramas de bloques: definición y reglas de simplificación.
2.2 Modelado de sistemas físicos
3 horas
Sistemas mecánicos de rotación y traslación. Sistemas electrico-electrónicos. Sistemas
electromecánicos: el motor CC. Sistemas térmicos e hidráulicos.
Tema 3 Análisis temporal de sistemas continuos
(5) horas
3.1 Análisis de transitorios
4 horas
Parámetros característicos de la respuesta al escalón. Análisis de sistemas de primer
orden. Análisis de sistemas de 2º orden. Sistemas de orden superior: polos dominantes.
Retraso puro.
3.2 Estabilidad 1 hora
Definición. Estabilidad y polos de la FdT. Criterio de Routh.
Tema 4 Análisis frecuencial de sistemas continuos
(4) horas
4.1 Transformada de Fourier. FdT frecuencial 1 hora
4.2 Diagramas de Bode 3 horas
Representación gráfica de la respuesta frecuencial. Trazado a partir de la FdT. Retraso
puro. Representación asintótica. Parámetros frecuenciales: Resonancia, frecuencia de
corte y ancho de banda. Filtros.
BLOQUE 3.- Sistemas de control realimentados
Tema 5 Sistemas Realimentados (7) horas
5.2 Propiedades de Sistemas realimentados. 1 hora
5.2 Respuesta En Régimen Permanente. Precisión. 2 horas.
5.3 Lugar de las raíces 2 horas
5.4 Margen de fase y margen de Ganancia. Relación entre respuesta temporal y
frecuencial. Criterio de Nyquist caso simplificado. 2 horas.
Tema 6 Control de Sistemas Continuos (14 horas)
6.1 Acciones básicas de Control. 1 hora
6.2 Diseño de controladores. 9 horas.
Cancelación de polos y ceros. Lugar de las raíces. Efecto de los controladores en el
dominio de la frecuencia.
6.4 Prealimentación 1 hora
6.5 Reguladores PID industriales. 2 horas
Tecnología del Control PID. Control de ratio.Accion PWM. Accion Servo. Acción Calor
Frio. Ajuste empírico. Ziegler Nichols.
6.6 Implementación programada de controladores.
PRACTICAS
Posibles Prácticas
Sistemas Continuos
1.
Simulación de sistemas continuos en Matlab/Simulink
2.
Análisis, simulación e identificación de sistemas
Maqueta servomotor o de minicentral , Matlab, Labview
3.
Implementación de PID en PLCs
Unity y Vijeo Designer. Cálculo de reguladores por lugar de las raíces.
4.
Practica 4 (elegir una)
○
Control de un servomotor (Control basado en Matlab o Labview, lugar de
las raíces y/o técnicas frecuenciales )
○
Control de maqueta de depósitos ( Matlab, Unity y Vijeo Citect, PID
Autotuning)
Sistemas de eventos discretos
1. Practica 5 (elegir una)
○
Control de Máquetas fishertecknics (Unity with screen operator)
○
Control de estaciones de la célula de fabricación ( Unity y Vijeo Designer)
EVALUACION
70% Prueba escrita
30% Observación relacionada con los estudios previos de las practicas, los informes
posteriores y pequeñas cuestiones relacionadas
Prueba global (de acuerdo con la normativa Unizar).