Guía docente de Fundamentos de Control (2051128)

Curso 2023/2024
Fecha de aprobación: 22/06/2023

Grado

Grado en Ingeniería Electrónica Industrial

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Módulo

Común a la Rama Industrial

Materia

Fundamentos de Control

Curso

2

Semestre

2

Créditos

6

Tipo

Obligatoria

Profesorado

Teórico

Carlos Márquez González. Grupo: A

Práctico

  • Carlos Márquez González Grupos: 1, 2 y 3
  • Francisco Pasadas Cantos Grupos: 4 y 5

Tutorías

Carlos Márquez González

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  • Lunes de 12:00 a 15:00 (Dpto. Electrónica, Despacho 5)
  • Jueves de 12:00 a 15:00 (Dpto. Electrónica, Despacho 5)

Francisco Pasadas Cantos

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  • Lunes de 09:00 a 12:00 (Fac. Ciencias-Dpto.Electrónica-Dcho.14)
  • Jueves de 09:00 a 12:00 (Fac. Ciencias-Dpto.Electrónica-Dcho.14)

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

  • Tener cursado el módulo de Formación Básica

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)

  • Principios básicos de control.
  • Análisis en lazo cerrado.
  • Acciones básicas de Control: Control PID.
  • Diseño de reguladores.
  • Fundamentos de automatismos. Elementos para la realización de automatismos. Representación de Automatismos.

Competencias

Competencias Específicas

  • CE12. Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control 
  • CE16. Conocimientos básicos y aplicación de tecnologías medioambientales y sostenibilidad 
  • CE85. Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. 
  • CE86. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial. 
  • CE89. Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas. 
  • CE90. Capacidad para aplicar los principios y métodos de la calidad. 
  • CE92. Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar. 

Competencias Transversales

  • CT01. Capacidad para el uso y aplicación de las TIC en el ámbito académico y profesional 
  • CT02. Capacidad para innovar y generar nuevas ideas. Creatividad. 
  • CT03. Respeto a los derechos fundamentales y de igualdad entre hombres y mujeres 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

  • El estudiante sabrá/comprenderá:
    • La estructura de los sistemas electrónicos de control en lazo abierto y realimentados
    • Las funciones de cada uno de los elementos que integran un sistema de control
    • Los parámetros de evaluación de un sistemas de control
    • Los modelos utilizados para describir sistemas de Control usando la función de transferencia
    • La representación de sistemas de control mediante diagramas de bloques y de flujo de señal
    • Los criterios de estabilidad para un sistema de control realimentado
    • Las acciones básicas de control
    • Los principios de diseño de sistemas de control basados en el modelo de la función de transferencia
    • Los fundamentos de los automatismos
    • Las características de los procesos continuos y discretos
    • Los elementos básicos para la realización de automatismos
    • Los métodos de representación de automatismos
  • El estudiante será capaz de:
    • Evaluar y analizar un sistema de control
    • Diseñar sistemas de control basados en controladores PID
    • Analizar y diseñar sistemas de control que incluyen controladores no lineales sencillos
    • Diseñar sistemas de control realimentados utilizando las técnicas de diseño y compensación clásicas
    • Identificar los elementos que forman parte de un automatismo
    • Representar automatismos utilizando GRAFCET

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

Tema 1. Principios Básicos de Control.

  • Introducción
  • Sistemas en lazo abierto. Sistemas en lazo cerrado.
  • Elementos de los sistemas de control.
  • Ejemplos de sistemas de control.
  • Principios básicos de evaluación de sistemas de control.

Tema 2. Análisis de Sistemas de Control en lazo cerrado.

  • Introducción
  • Transformada de Laplace
  • Función de Transferencia
  • Diagramas de bloques
  • Diagramas de flujo de señal
  • Análisis transitorio
  • Error en régimen estacionario
  • Análisis de la respuesta en frecuencia
  • Estabilidad.

Tema 3. Acciones básicas de control: Control PID

  • Introducción
  • Control todo-nada
  • Control proporcional, integral y derivativo
  • Control PID
  • Sintonización de controladores PID.

Tema 4. Diseño de Reguladores

  • Introducción
  • Lugar geométrico de las raíces
  • Compensación en adelanto
  • Compensación en atraso
  • Compensación en adelanto y atraso.

Tema 5. Automatismos

  • Introducción
  • Fundamentos de automatismos
  • Elementos para la realización de automatismos
  • Representación de automatismos

Práctico

Prácticas de Laboratorio:

  • Parte 1: Acciones básicas de control.
    • Estudio de un sistema de primer orden. Control PID.
    • Estudio de un sistema de primer orden. Control Todo-Nada con histéresis
    • Introducción al control de velocidad de servos.
    • Introducción al control de sistema tipo péndulo.
    • Control de nivel de líquidos (PID)
    • Control de nivel de líquidos (Todo-nada con histéresis).
  • Parte 2: Automatismos
    • Control de tráfico con autómata programable Siemens
    • Control de aparcamiento con autómata programable Siemens

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • K. Ogata: "Ingeniería de Control Moderna". 4ª Edición, Pearson Educación, 2003
  • B.C. Kuo: "Sistemas de Control Automático". 7ª Edición, Prentice Hall, 1996.
  • J. Balcells, J. L. Romeral: “Autómatas Programables”, Marcombo, 1997.
  • J.J. Gil Nobajas, "Control Automático" Eunsa, 2021

Bibliografía complementaria

  • C.E. Rohrs, J. L. Melsa, D. G. Schultz: "Sistemas de Control Lineal". McGraw-Hill, 1999.
  • D'azzo-houpis: "Sistemas realimentados de control". Paraninfo, 1992.
  • J. Distefano: "Retroalimentación y sistemas de control". McGraw-Hill.
  • S. Bennet: "Real-Time Computer Control: An Introduction". Prentice-Hall, 1988.

Enlaces recomendados

Metodología docente

  • MD01. EXPOSICIONES EN CLASE POR PARTE DEL PROFESOR. Podrán ser de tres tipos: 1) Lección magistral: Se presentarán en el aula los conceptos teóricos fundamentales y se desarrollarán los contenidos propuestos. Se procurará transmitir estos contenidos motivando al alumnado a la reflexión, facilitándole el descubrimiento de las relaciones entre diversos conceptos y tratando de formarle una mentalidad crítica 2) Clases de problemas: Resolución de problemas o supuestos prácticos por parte del profesor, con el fin de ilustrar la aplicación de los contenidos teóricos y describir la metodología de trabajo práctico de la materia. 3) Seminarios: Se ampliará y profundizará en algunos aspectos concretos relacionados con la materia. Se tratará de que sean participativos, motivando al alumno a la reflexión y al debate. 
  • MD02. PRÁCTICAS REALIZADAS BAJO SUPERVISIÓN DEL PROFESOR. Pueden ser individuales o en grupo: 1) En aula/aula de ordenadores: supuestos susceptibles de ser resueltos de modo analítico o numérico. Se pretende que el alumno adquiera la destreza y competencias necesarias para la aplicación de conocimientos teóricos o normas técnicas relacionadas con la materia. 2) De laboratorio/laboratorio virtual: supuestos reales relacionados con la materia, principalmente en el laboratorio aunque, en algunos casos, se podrá utilizar software de simulación a modo de laboratorio virtual. El objetivo es desarrollar las habilidades instrumentales y las competencias de tipo práctico, enfrentándose ahora a la complejidad de los sistemas reales. 3) De campo: se podrán realizar visitas en grupo a empresas relacionadas, con el fin de desarrollar la capacidad de contextualizar los conocimientos adquiridos y su implantación en una factoría, teniendo en cuenta los valores e intereses de la actividad empresarial. 
  • MD03. TRABAJOS REALIZADOS DE FORMA NO PRESENCIAL: Podrán ser realizados individualmente o en grupo. Los alumnos presentarán en público los resultados de algunos de estos trabajos, desarrollando las habilidades y destrezas propias de la materia, además de las competencias transversales relacionadas con la presentación pública de resultados y el debate posterior, así como la puesta en común de conclusiones en los trabajos no presenciales desarrollados en grupo. Las exposiciones podrán ser: 1) De problemas o casos prácticos resueltos en casa 2) De trabajos dirigidos 
  • MD04. TUTORÍAS ACADÉMICAS: podrán ser personalizadas o en grupo. En ellas el profesor podrá supervisar el desarrollo del trabajo no presencial, y reorientar a los alumnos en aquellos aspectos en los que detecte la necesidad o conveniencia, aconsejar sobre bibliografía, y realizar un seguimiento más individualizado, en su caso, del trabajo personal del alumno. 
  • MD05. EXÁMENES. Se incluye también esta actividad, que formará parte del procedimiento de evaluación, como parte de la metodología. 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)

Evaluación Ordinaria

  • La evaluación de los alumnos se realizará preferentemente de forma continua a lo largo del curso, tal y como establece la “Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada”.
  • Enel caso de la evaluación ordinaria, la calificación final del estudiante se obtendrá a partir de tres apartados:
    • Examen final escrito sobre conocimientos teóricos y prácticos. Supone un 70% de la calificación total. Para aprobar la asignatura es necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en este examen.
    • Realización de prácticas en el laboratorio. El régimen de asistencia a las sesiones prácticas, así como la realización de las mismas es obligatorio (asistencia mínima al 80% de las sesiones de prácticas). La evaluación se realizará a partir de la memoria de resultados, cuestiones planteadas por el profesor en el laboratorio y actitud del alumno. La parte práctica supone un 20% de la calificación total. Para aprobar la asignatura es necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en esta parte.
    • Resolución de ejercicios, trabajos y evaluaciones en clase, así como la actitud general del alumno. Supone un 10% de la calificación total.
  • En caso de no superar el examen final o las prácticas de laboratorio, la calificación final corresponderá a la de la parte no superada.

Evaluación Extraordinaria

  • En convocatoria extraordinaria se tendrán en cuenta los siguientes apartados:
    • El 70% de la calificación final se basará en la valoración obtenida mediante la realización de un examen final en el que se evaluarán los conocimientos y competencias adquiridas, tanto de los contenidos teóricos como de las habilidades para la resolución de problemas. Este examen se realizará de forma escrita e individualizada. El examen tendrán que realizarlo todos los alumnos que concurran a esta convocatoria.
    • El 30% de la calificación final se basará en la evaluación de las prácticas mediante un examen, pudiendo incluir esta última parte la realización de una práctica en el laboratorio.
  • Se exigirá una calificación de 5 sobre 10 en cada una de las partes por separado. No tendrán que realizar la parte práctica los alumnos que hayan asistido y superado las prácticas de laboratorio en evaluación continua.
  • En caso de no superar alguna de las partes, la calificación final será la de la parte no superada.

Evaluación única final

  • En el caso de los estudiantes que puedan acogerse a la evaluación única final, se tendrán en cuenta los siguientes apartados:
    • El 70% de la calificación final se basará en la valoración obtenida mediante la realización de un examen final en el que se evaluarán los conocimientos y competencias adquiridas, tanto de los contenidos teóricos como de las habilidades para la resolución de problemas. Este examen se realizará de forma escrita e individualizada y coincidirá con la convocatoria ordinaria de la asignatura.
    • El 30% de la calificación final se basará en la evaluación de las prácticas mediante un examen pudiendo incluir esta última parte la realización de una práctica en el laboratorio.
  • Se exigirá una calificación de 5 sobre 10 en cada una de las partes por separado, que deberán ser realizadas por todos los alumnos que concurran a la convocatoria, sea ordinaria o extraordinaria.
  • En caso de no superar alguna de las partes, la calificación final será la de la parte no superada.