Identifying Data 2019/20
Subject (*) Regulation and Control Fundamentals Code 631G02257
Study programme
Grao en Tecnoloxías Mariñas
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
Second Obligatory 6
Language
Spanish
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Enxeñaría Industrial
Coordinador
Rodríguez Gómez, Benigno Antonio
E-mail
benigno.rodriguez@udc.es
Lecturers
Rodríguez Gómez, Benigno Antonio
E-mail
benigno.rodriguez@udc.es
Web
General description 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.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A15 CE15 - Manexar correctamente a información procedente da instrumentación e sintonizar controladores, no ámbito da súa especialidade.
A17 CE17 - Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A18 CE18 - Redacción e interpretación de documentación técnica.
B1 CT1 - Capacidad para gestionar los propios conocimientos y utilizar de forma eficiente técnicas de trabajo intelectual
B2 CT2 - Resolver problemas de forma efectiva.
B4 CT4 - Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B10 CT10 - Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B11 CT11 - Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos habilidades e destrezas.
C3 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 C6 - Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C10 CB2 - Aplicar os coñecementos no seu traballo ou vocación dunha forma profesional e poseer competencias demostrables por medio da elaboración e defensa de argumentos e resolución de problemas dentro da área dos seus estudos
C13 CB5 - Ter desenvolvido aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores con un alto grao de autonomía.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Interpretar correctamente documentación científica e técnica relativa á Teoría de Control e as súas aplicaciones. A15
A17
A18
B1
B2
B4
B10
B11
C3
C6
C10
C13
Analizar o comportamento dos sistemas físicos dinámicos mediante modelos matemáticos. A15
A17
A18
B1
B2
B4
B10
B11
C3
C6
Identificar as estructuras de control, comprendendo as vantaxes e inconvenientes para cada aplicación particular. A17
B1
B2
B4
B10
B11
C3
C6
Coñecer e aplicar métodos empíricos para a sintonía de controladores, e a consecuente mellora na eficiencia dos sistemas. A15
A17
B1
B2
B4
B10
B11
C3
C6
Utilizar con soltura ferramientas TIC. B1
B2
B4
B10
B11
C3
C6

Contents
Topic Sub-topic
1. Modelización e simulación de sistemas mediante software 1.1. Fundamentos matemáticos
1.1.1. Ecuacións e sistemas de ecuacións diferenciais
1.1.2. Linearización
1.1.3. Transformadas de Laplace e Z
1.1.4. Convolución
1.2. Modelización de sistemas físicos
1.2.1. Sistemas mecánicos
1.2.2. Sistemas eléctricos
1.2.3. Sistemas electrónicos
1.2.4. Sistemas fluídicos
1.2.5. Sistemas térmicos
1.2.6. Sistemas híbridos
1.2.7. Sistemas con retardo de transporte
1.3. Analoxía entre sistemas
1.4. Simulación con software
1.5. Exercicios e simulación mediante software
2.Estudio do comportamiento dos sistemas de control en lazo cerrado 2.1 Sistemas lineares
2.2.1. Función de Transferencia
2.2.2. Representación mediante diagramas de bloques
2.2. Análise no dominio do tempo
2.2.1. Sinais de proba.
2.2.2. Réxime Permanente.
2.2.3. Réxime Transitorio.
2.3. Exercicios
3. Determinación da estabilidade dos sistemas de control en lazo cerrado 3.1. Definicións de Sistema Estable
3.2. Estabilidade Absoluta e Relativa
3.3. Criterios de Estabilidade
3.4 Exercicios
5. Selección e axuste de controladores. 5.1. Especificacións
5.2. Control Todo ou Nada, con e sen histérese
5.3. Control PID
5.4. Compensación por: avance, retardo ou avance-retardo
de fase
5.5. Axuste de PID's por métodos experimentais
5.6. Exercicios
6. Automatización e Instrumentación Industrial 6.1. Sistemas de control secuencial
6.2. PLC's
6.3.Sensores e Actuadores
7. Programación e aplicacións con PLC 7.1. Linguaxe de Contactos
7.2. GRAFCET
7.3. Desenvolvemento de aplicacións
7.4. Exercicios

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A17 A18 B2 B10 C6 30 45 75
Problem solving A15 A17 A18 B1 B2 B4 B10 B11 C6 C10 C13 15 30 45
Laboratory practice A15 B1 B2 B4 C3 C6 10 7.5 17.5
Objective test A17 A18 B1 B2 B4 B10 B11 C6 5 0 5
 
Personalized attention 7.5 0 7.5
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Guest lecture / keynote speech Dado que esta materia presenta unha forte carga de contido 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(o profesor lanza continuamente cuestiones ao alumnado buscando a súa intervención) entre profesor e alumnado, para non caer na monotonía.
Problem solving 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.
Laboratory practice Este tipo de prácticas fanse mediante o uso de aplicacións informáticas. É unha aplicación das TIC a resolución dos problemas de control.
Objective test 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.

Personalized attention
Methodologies
Problem solving
Laboratory practice
Description
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 cada un dos alumnos.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Problem solving A15 A17 A18 B1 B2 B4 B10 B11 C6 C10 C13 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.

Competencias avaliadas:

A15 Manexar correctamente a información procedente da instrumentación e sintonizar controladores, no ámbito da súa especialidade.
A17 Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A18 Redacción e interpretación de documentación técnica.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B10 Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B11 Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos habilidades e destrezas.
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.
20
Laboratory practice A15 B1 B2 B4 C3 C6 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.

Competencias avaliadas

A15 Manexar correctamente a información procedente da instrumentación e sintonizar controladores, no ámbito da súa especialidade.
A17 Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A18 Redacción e interpretación de documentación técnica.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B10 Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B11 Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos habilidades e destrezas.
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.
30
Objective test A17 A18 B1 B2 B4 B10 B11 C6 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 correspondente Laboratorio.
O conxunto de probas obxectivas permiten alcanzar o 100% da cualificación.

Competencias avaliadas:

A17 Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B10 Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B11 Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos habilidades e destrezas.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
100
 
Assessment comments

Logically, you can not reach 150% of the score, the previous numbers have been interpreted as follows: 1st) It is possible to reach 100% of the score through objective tests. As long as the practices that have mandatory character are carried out. 2º) It is possible to complement the qualification in the objective tests with bonuses in the solution of problems or laboratory practices. 3º) It is not possible to surpass 100% of the qualification even if bonus points are accumulated and the objective tests are made with total correction. 4th) It is possible, in particular, to reach other evaluation agreements between teacher and student, in this case an evaluation contract must be signed, for a given call.

The evaluation criteria contemplated in the tables La-III / 1 and A-III / 2 of the STCW Code and its amendments related to this matter account is accounted for. If it is appropria

te.


Sources of information
Basic 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
Acedo Sánchez, José (2006). Instrumentación y Control Básico de Procesos. Madird: Díaz de Santos
Infante, J.A. y Rey, J.M. (). Introducción a Matlab. http://www.mat.ucm.es/~jair/matlab/notas.htm
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

Complementary Piedrafita Moreno, Ramón (2003). Ingeniería de la Automatización Industrial. Madrid:Ra-Ma
CREUS SOLÉ, Antonio (1997). Instrumentación Industrial. Barcelona. Marcombo
Vargas, M. y Berenguel M. (2004). Introducción a MATLAB y su aplicación al análisis y control de sistemas. http://www.esi2.us.es/~fsalas/asignaturas/LCA3T04_05/Intro_matlab.pdf
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


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Mathematics I/631G02151
Physics I/631G02153
Informatics/631G02154
Mathematics II/631G02156
Physics II/631G02158

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
Mathematics III/631G02260

Subjects that continue the syllabus
Maritime Installations and Propulsion Systems/631G02357
Electronic Systems for Data Acquisition/631G02512
Automation and Control of Processes/631G02314
Automation with PLCs and Industrial Instrumentation/631G02509

Other comments

É

moi importante

ter asentados os conceptos elementais de Física e Matemáticas para poder seguila materia compresivamente.  



(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.