Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Fundamentos de Teoría de Regulación e Control Código 631111205
Titulación
Diplomado en Máquinas Navais
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo Anual
Segundo Obrigatoria 5
Idioma
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Industrial
Coordinación
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web
Descrición xeral Nos procesos industriais é necesario conseguir que unha serie de variables físicas como, a
temperatura, o caudal, a presión, a viscosidade, etc. permanezan nuns determinados valores, ou cambien dunha forma predeterminada. Para conseguir este comportamento é necesario incluír no sistema un elemento controlador.
Nesta materia, estúdanse os fundamentos matemáticos que permiten axustar o funcionamento dos sistemas de control para unha ampla variedade de sistemas a controlar.
E importante ter unha base suficiente de matemáticas e física antes de abordar o estudo desta materia.
Plan de continxencia 1. Modificacións nos contidos

2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen

*Metodoloxías docentes que se modifican

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado

4. Modificacións na avaliación

*Observacións de avaliación:

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía

Competencias do título
Código Competencias do título
A48 Regular e controlar sistemas e procesos, a nivel operativo.
A49 Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A50 Avaliación cualitativa e cuantitativa de datos e resultados, así coma representación e interpretación matemáticas de resultados obtidos experimentalmente.
A54 Operar, manter, seleccionar, e reparar os equipos eléctricos, electrónicos, e de regulación e control do buque.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Comunicarse de maneira efectiva nun entorno de traballo.
B5 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B12 Uso das novas tecnoloxías TIC, e de Internet como medio de comunicación e como fonte de información.
B14 Capacidade de análise e síntese.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Recoñecelos problemas que poden ser abordados no contexto da regulación e do control. A48
A54
B3
B14
C6
Manexar os conceptos básicos e o vocabulario propios tanto da presentación como das vías de solución dos devanditos problemas. A54
B3
B4
B5
Executar as técnicas e métodos que permiten extraer información no proceso de análise dun sistema. A49
A50
B2
B3
B5
B14
C6
Segui-los pasos no deseño dos sistemas de control de procesos sinxelos. A48
A49
B2
B3
B14
C6
Ter coñecemento dos métodos prácticos para o axuste de controladores. A48
A54
B2
B3
C6
Distingui-los métodos da Teoría Clásica fronte á Teoría Moderna, para o estudio dos sistemas dinámicos. A49
B2
B3
B14
C6
Manipular aplicacións informáticas de axuda ó análise e deseño de sistemas de control. A48
A49
B2
B3
B12
B14
C3

Contidos
Temas Subtemas
0. Evolución Histórica dos Sistemas de Control 0.1. A Antigüidade, a Idade Media e o Renacemento
0.2. A Modernidade,e pasado o ano 1600
0.3. Desenvolvemento da teoría de control clásico
0.4. Desenvolvemento da teoría de control moderno
0.5. Exercicios
1. O Control no contexto da Teoria Xeral de Sistemas 1.1. Concepto de Sistema.
1.2. Obxectivos da Teoría de Sistemas
1.3. Criterios de clasificación dos sistemas
2. Fundamentos Matemáticos 2.1. Ecuacións diferenciais
2.2. Sistemas de ecuacións diferenciais
2.3. Linearización
2.4. Variable Complexa
2.5. Transformadas
2.6. Transformada de Laplace
2.7. Transformada Z
2.8. Convolución
2.9. Exercicios
3. Modelización 3.1. Sistemas mecánicos
3.2. Sistemas eléctricos
3.3. Sistemas electrónicos
3.4. Sistemas fluídicos
3.5. Sistemas térmicos
3.6. Sistemas híbridos
3.7. Analoxía entre sistemas
3.8. Sistemas con retardo de transporte
3.9. Exercicios
4. Sistemas Lineares 4.1. Función de Transferencia
4.2. Diagramas de bloques
4.3. Diagramas de fluxo de sinal
4.4. Diagrama de estado
4.5. Exercicios
5. Análise no Dominio Temporal 5.1. Sinais de proba.
5.2. Réxime Permanente.
5.3. Réxime Transitorio.
5.4. Exercicios.
6. Análise no Dominio Frecuencial 6.1. Resposta en Frecuencia
6.2. Parámetros característicos
6.3. Representacións gráficas: diagramas de Bode,
Black e Nyquist
6.4. Marxes de Fase e Amplitude
6.5. 0 Lugar das Raíces
6.6. Diagrama de Nichols
6.7. Exercicios
7. Estabilidade 7.1. Definicións de Sistema Estable
7.2. Estabilidade Absoluta e Relativa
7.3. Criterios de Estabilidade
8. Deseño e axuste de Sistemas de Control 8.1. Especificacións
8.2. Configuracións
8.3. Control PID
8.4. Compensación por: avance, retardo ou avance-retardo
de fase
8.5. Axuste de PID's por métodos experimentais
8.6. Exercicios
9. Representación no espacio de estado. 9.1. Variables de estado e espacio de estado
9.2. Ecuacións do espacio de estado
9.3. Matriz de transición de estado
9.4. Ecuación de transición de estado
9.5. Relación entre funcións de transferencia e variables
de estado
9.6. Observabilidade e Controlabilidade
9.7. Exercicios

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 30 45 75
Solución de problemas 8 16 24
Prácticas de laboratorio 10 5 15
Proba obxectiva 5 0 5
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Dado que esta materia presenta unha forte carga de desenrolo matemático, óptase pola sesión maxistral como forma máis sinxela na que o profesor pode guíar aos alumnos neste tipo de razoamento.
Ainda así trátase de desenvolver técnicas de diálogo socrático(el profesor lanza continuamente cuestiones al alumnado buscando a súa intervención) entre profesor e alumnado, para non caer na monotonía.
Solución de problemas O longo das sesións maxistrais a exemplificación e a proposta de exercicios é unha parte principal da mesma. Trala proposta dase un tempo para a súa realización, e unha boa parte dos mesmos son resoltos na aula, unha vez que o alumnado traballou sobre os mesmos.
Prácticas de laboratorio Este tipo de prácticas fanse na Aula de Informática mediante o uso de aplicacións informáticas.
Podería considerarse como a aplicación das TIC a resolución dos problemas de control.
Proba obxectiva Un conxunto de 2 ou 3 probas son realizadas ao longo do curso(incluindo o exame final).
Basanse na resolución de problemas, que poden realizarse de forma manual e/ou ben mediante aplicacións informáticas.
O tempo é limitado, e cada proba consume unhas 2 horas, coma o número de probas pode ser de 2 ou 3 consideramolo tempo medio 5 horas, o total dedicado no curso a este tipo de proba.

Atención personalizada
Metodoloxías
Solución de problemas
Prácticas de laboratorio
Descrición
Tanto na solución de problemas na aula como nas prácticas de laboratorio a metodoloxía supón a discusión de solucións e procedementos a emplear, entre o profesor e os alumnos.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Solución de problemas Ao longo do curso propoñense unha serie de problemas que nalgúns casos, permiten acumular puntos a ter en conta na calificación final.
Esta bonificación non superará en todo caso o 20% da nota total da materia.
20
Prácticas de laboratorio As prácticas na Aula de Informática supoñen a automatización da Solución de problemas.
Poden ser valoradas no momento da súa realización, ou ben dentro da proba obxectiva.
A súa aportación a cualificación final non sera maior do 30% da materia
30
Proba obxectiva Xeralmente consiste nun exame no que se plantexan problemas do estilo dos resoltos na aula.
O alumno pode levar materiais de apoio ao exame, aínda que non os pode usar por un tempo indefinido.
Unha parte da proba pode realizarse no Aula de Informática.
O conxunto de probas obxectivas permite n alcanzar o 100% da cualificación.
100
 
Observacións avaliación
Lóxicamente non se pode alcanzar o 150% da cualificación, os números anteriores hanse de interpretar do seguinte xeito:
1º) É posible alcanzar o 100% da puntuación mediante as probas obxectivas. Sempre e cando se realicen as prácticas que teñan caracter obrigatorio.

2º) É posible complementar a cualificación obtida nas probas obxectivas con bonificacións procedentes da Solución de problemas ou de Prácticas de Laboratorio.

3º) Non é posible sobrepasar o 100% da cualificación aínda que se acumulen puntos de bonificación e se fagan as probas obxectivas con total corrección.

Fontes de información
Bibliografía básica BARRIENTOS, Antonio, et al (1996). Control de sistemas continuos : problemas resueltos. Madrid.McGraw-Hill
BOLTON, William (2001). Ingeniería de Control. México.Alfaomega
OGATA, Katsuhiko (1998). Ingeniería de Control Moderna. México. Prentice-Hall Hispanoamericana SA
KUO, Benjamin (1996). Sistemas de Control Automático. México. Prentice-Hall Hispanoamericana SA
MORENO, Antonio (1999). Trabajando con MATLAB e la Control System ToolBox. Madrid. Ra-Ma

Bibliografía complementaria CREUS SOLÉ, Antonio (1997). Instrumentación Industrial. Barcelona. Marcombo
OGATA, Katsuhiko (1999). Problemas de Ingeniería de Control utilizando MATLAB. Madrid. Prentice Hall
DISTEFANO, Joseph J.; STUBBERED, Allen R., e WILLIAMS, Ivan J. (1992). Retroalimentación y Sistemas de Control. Madrid.McGraw-Hill
CLAIR, David W. St. (1991). Sintonizado de Controladores y Comportamiento del Lazo de Control. Barcelona. Tiempo Real S.A.
PHILLIPS, Charles L., e NAGLE, H. Troy Jr. (1993). Sistemas de Control Digital. Análisis e Diseño. San Andrés del Besós. Gustavo Gili
LEWIS, Paul H., e YANG, Chang (1999). Sistemas de Control en Ingeniería. Madrid. Prentice Hall Iberia
OGATA, Katsuhiko (1996). Sistemas de Control en Tiempo Discreto. México. Prentice-Hall Hispanoamericana SA
D’AZZO, John J., HOUPIS, Constantine H. (1975). Sistemas Realimentados de Control. Madrid. Paraninfo
BERTALANFFY, Ludwig von (1976). Teoría General de los Sistemas. México. Fondo de Cultura
MAYR, Otto (1970). The Origins of Feedback Control. Massachusetts. MIT Press


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Instrumentación Industrial/631111506
Electrónica/631111307

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Electrotecnia/631111202
Mecánica/631111208
Automatización Mediante Plcs/631111501

Materias que continúan o temario
Física/631111105
Matemáticas/631111106
Ampliación de Física/631111108
Ampliación de Matemáticas/631111109

Observacións
É importante ter asentados os conceptos elementais de Física e Matemáticas para poder seguila materia compresivamente. Esta materia e a base para cursar a de Regulación de Máquinas Navais que se imparte no 1º curso da Licenciatura de Máquinas Navais.


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías