Identifying Data 2015/16
Subject (*) FUNDAMENTOS DE AUTOMÁTICA Code 730G03015
Study programme
Grao en Enxeñaría Mecánica
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
Second Obligatoria 6
Language
Spanish
Galician
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Enxeñaría Industrial
Coordinador
Oliver Charlon, Francisco Carlos
E-mail
f.oliver@udc.es
Lecturers
Oliver Charlon, Francisco Carlos
E-mail
f.oliver@udc.es
Web
General description Na industria actual, e mesmo entre os produtos máis comúns de consumo, úsanse múltiples sistemas os que se aplican modernos métodos de control . É por iso que se necesitan técnicos con capacidade para "entender", "desenvolver" e "aplicar" tales métodos. As Escolas e os Centros de estudo de Enxeñaría deben dotar os seus Alumnos coas competencias e os coñecementos necesarios para lles permitir, en particular, "entender" e "desenvolver", para que na súa entrada ao mundo do traballo, en colaboración coa experiencia da Empresa, "desenvolva" e "aplique" tales métodos con aínda máis profundidade.

As funcións que permiten iso son, entre outras:

- Comprender a utilidade do Control Automático, no noso caso, de sistemas lineais e continuos, e coñecer as súas aplicacións tanto industriais como en produtos de uso sistemático, como o son moitos dos consumidos habitualmente.

- Coñecer e comprender os conceptos de estabilidade e precisión dos sistemas ralimentados de control.

- Coñecer e saber utilizar métodos de análise necesarios para:

- A modelaxe de sistemas físicos.

- A análise de ambos dinámico e estático dos sistemas nos dominios do tempo e da frecuencia.

- O proxecto do regulador máis axeitado, que atenda as especificacións esixidas polo usuario, para
cada sistema de control.

- Coñecer a finalidade de cada un dos elementos que forman parte dun sistema de control, como poden ser
atuadores, sensores, reguladores, etc.

- Elixir, de entre as numerosas posibilidades, a estrutura de control a implantar máis axeitada.

Study programme competencies
Code Study programme competences

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
- Comprender a utilidade do Control Automático, no noso caso, de sistemas lineais e continuos, e coñecer as súas aplicacións tanto industriais como en produtos de uso sistemático, como o son moitos dos consumidos habitualmente. A1
A10
A11
A12
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B9
C1
C2
C4
C5
C6
- Coñecer e comprender os conceptos de estabilidade e precisión dos sistemas ralimentados de control. A1
A10
A11
A12
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B9
C1
C2
C4
C5
C6
- Coñecer e saber utilizar métodos de análise necesarios para: - A modelaxe de sistemas físicos. - A análise de ambos dinámico e estático dos sistemas nos dominios do tempo e da frecuencia. - O proxecto do regulador máis axeitado, que atenda as especificacións esixidas polo usuario, para cada sistema de control. - Coñecer a finalidade de cada un dos elementos que forman parte dun sistema de control, como poden ser atuadores, sensores, reguladores, etc. - Elixir, de entre as numerosas posibilidades, a estrutura de control a implantar máis axeitada. A1
A10
A11
A12
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B9
C1
C2
C4
C5
C6

Contents
Topic Sub-topic
Introdución

UN BREVE REPASO FÍSICO-MATEMÁTICO
i.1 FÓRMULAS E TEOREMAS MATEMÁTICOS ELEMENTAIS.
i.2 SISTEMAS FÍSICOS ELEMENTAIS.
Problemas.
Capítulo 1

SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO: INTRODUCIÓN
1.1 SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO: CLASIFICACIÓN.
1.2 SISTEMAS DINÁMICOS DE CONTROL.
1.3 SISTEMAS LINEAIS CONTÍNUOS DE CONTROL.
1.4 REGULADORES E SERVOMECANISMOS.
1.5 SISTEMAS EN BUCLE ABERTO E EN BUCLE PECHADO.
1.6 COMPOÑENTES DUN SISTEMA.
Capítulo 2

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA E DIAGRAMAS DE BLOQUES
2.1 MODELO MATEMÁTICO DUN SISTEMA DINÁMICO: REPRESENTACIÓN EXTERNA.
2.2 FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA. DEFINICIÓNS.
2.3 DIAGRAMA DE BLOQUES.
2.4 REDUCIÓN DUN DIAGRAMA DE BLOQUES.
Problemas.
Capítulo 3

SISTEMAS REALIMENTADOS DE CONTROL AUTOMÁTICO
3.1 SISTEMAS CON REALIMENTACIÓN DA SAÍDA.
3.2 SENSIBILIDADE.
3.3 EFECTOS DA REALIMENTACIÓN SOBRE UN SISTEMA DE CONTROL.
Capítulo 4

ANÁLISE DOS SISTEMAS DINÁMICOS DE CONTROL NO DOMINIO TEMPORAL
4.1 SINAIS DE ENSAIO.
4.2 RESPOSTA IMPULSIONAL DUN SISTEMA.
4.3 TEOREMA DE CONVOLUCIÓN.
4.4 RESPOSTA TEMPORAL DUN SISTEMA DE 1er ORDE.
4.5 RESPOSTA TEMPORAL DE UN SISTEMA DE 2o ORDE.
4.6 ESPECIFICACIÓNS TEMPORAIS DA RESPOSTA DE UN SIST. SUBAMORTIGUADO ANTE UNHA ENTRADA CHANZO UNITARIO.
4.7 ESPECIFICACIÓNS TEMPORAIS DA RESPOSTA DE UN SIST. SUBAMORTIGUADO AO QUE SE LLE ENGADE UN CERO ANTE UNHA ENTRADA CHANZO UNITARIO.
4.8 EFECTOS SOBRE A RESPOSTA DUN SISTEMA POLA ADICIÓN DE UN POLO OU UN CERO NA SUA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA G(s).
4.9 SISTEMA EQUIVALENTE REDUCIDO.
4.10 ESTABILIDADE. SISTEMAS DE ORDEN SUPERIOR.
4.11 CRITERIO DE ESTABILIDADE DE ROUTH-HURWITZ.
4.12 PRECISIÓN. ERROS EN RÉXIME PERMANENTE DUN SISTEMA.
Problemas.
Capítulo 5

O LUGAR DAS RAÍCES
5.1 O LUGAR DAS RAÍCES DIRECTO.
5.2 O LUGAR DAS RAÍCES INVERSO.
5.3 INFORMACIÓN OBTIDA DO LUGAR DAS RAÍCES.
5.4 O CONTORNO DAS RAÍCES.
Problemas.
Capítulo 6

ANÁLISE FRECUENCIAL DOS SISTEMAS
6.1 RESPOSTA FRECUENCIAL DUN SISTEMA.
6.2 DIAGRAMAS DE BODE.
6.3 ESPECIFICACIÓNS FRECUENCIAIS DUN SISTEMA.
6.4 RELACIÓN ENTRE AS ESPECIFICACIÓNS TEMPORAIS E FRECUENCIAIS.
6.5 CRITERIO DE ESTABILIDADE DE NYQUIST.
6.6 RESPOSTA EN LAZO PECHADO. DIAGRAMA DE NICHOLS.
Problemas.
Capítulo 7

REGULADORES. DESEÑO
7.1 REGULADORES OU COMPENSADORES. TIPOS.
7.2 ESTRUTURAS BÁSICAS DOS SISTEMAS DE CONTROL.
7.3 REGULADOR PROPORCIONAL P.
7.4 REGULADOR PROPORCIONAL-INTEGRAL PI IDEAL OU ACTIVO.
7.5 REDE DE COMPENSACIÓN POR RETARDO DE FASE: PI REAL OU PASIVO.
7.6 REGULADOR PROPORCIONAL-DERIVATIVO PD IDEAL OU ACTIVO.
7.7 REDE DE COMPENSACIÓN POR AVANCE DE FASE: PD REAL OU PASIVO.
7.8 REGULADOR PID IDEAL OU ACTIVO.
7.9 REGULADOR PID REAL O PASIVO.
7.10 REGULADORES ADAPTATIVOS.
7.11 ETAPAS DE DESEÑO DUN SISTEMA DE CONTROL.
7.12 ETAPAS DE DESEÑO DUN REGULADOR.
7.13 AXUSTE DUN REGULADOR POLO MÉTODO DE ZIEGLER-NICHOLS.
Problemas.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A1 B5 B7 B9 C5 23 24 47
Problem solving A1 A10 A11 A12 B2 B6 C1 C4 C6 23 30 53
Laboratory practice B6 C4 9 5 14
Objective test B3 B4 B5 B6 C2 4 27 31
 
Personalized attention 5 0 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 Nela iránse desenvolvendo os conceptos e as fórmulas necesarios para a comprensión e análise dos sistemas lineares de control , dende os conceptos de diagramas de bloques , estabilidade , precisión , etc. , pasando a través da análise temporal e frecuencial , cos métodos utilizados para seu estudo, hasta o deseño de un regulador .
Problem solving Realizaranse na pizarra exercicios complementarios a o desenvolvido nas sesións maxistrais de teoría, coa base necesaria e suficiente para a comprensión do tema.
Pola realización e presentación dos problemas, con algunha ferramenta informática (PSpice ou MATLAB )ou manual, que serán propostos durante o curso o Alumno pode obter ata un máximo de 1,5 puntos de acordo co seu grao de resolución e presentación.
Nota: as horas para a realización destes problemas son unha parte das horas de docencia interactiva .
Laboratory practice Consistirá na realización de 15 prácticas, cunha duración global de 15 h. por cada grupo establecido. As prácticas consistirán no control dun motor de corrente continua, ao que se lle realizarán análises tanto temporais coma frecuenciais.
As prácticas de laboratorio só aprobaranse pola súa realización e presentación do caderno de prácticas debidamente enchido, e computarán na nota final (ver condicións na proba obxectiva) cun máximo de 1,5 puntos segundo o grao de implicación e presentación do caderno de cada Alumno.
Nota: as horas para a realización destas prácticas de laboratorio son parte das horas de docencia interactiva. Nota: las horas para la realización de éstas prácticas de laboratorio son parte de las horas de docencia interactiva.
Objective test Consistirá na realización dun exame no que se pode poñer un test, problemas e/ou exercicios, coas puntuacións e tempos de realización ben definidos, na folla de exame, para cada un deles.
A nota obtida no devandito exame será máxima de 7 puntos, e é imprescindible obter unha mínima de 3,15 para que computen as obtidas en docencia interactiva na nota final, que será a suma das tres.
Para o aprobado da materia é obrigatorio ter realizado todas as prácticas de laboratorio nas datas establecidas para elas.

Personalized attention
Methodologies
Laboratory practice
Problem solving
Guest lecture / keynote speech
Description
Asociadas ás leccións maxistrais e de solución de problemas, cada Alumno dispón para a resolución das súas dúbidas, das correspondente sesións de titoría personalizada.
A realización das prácticas de laboratorio será levada persoalmente por un dos profesores designados.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Objective test B3 B4 B5 B6 C2 A nota obtida neste exame será máxima de 7 puntos, e é imprescindible obter unha mínima de 3,15 para que computen as obtidas en docencia interactiva na nota final, que será a suma das tres.
Para o aprobado da materia é obrigatorio ter realizado todas as prácticas de laboratorio nas datas establecidas para elas.
70
Laboratory practice B6 C4 As prácticas de laboratorio só aprobaranse pola súa realización e presentación do caderno de prácticas debidamente enchido, e computarán na nota final (ver condicións na proba obxectiva) cun máximo de 1,5 puntos segundo o grao de implicación e presentación do caderno de cada Alumno. 15
Problem solving A1 A10 A11 A12 B2 B6 C1 C4 C6 Pola realización e presentación de problemas (valorarase especialmente se consegue algunha ferramenta informática como PSpice ou MATLAB) que se irán propoñendo durante o curso o Alumno pode obter ata un máximo de 1,5 puntos segundo o seu grao de resolución e presentación. 15
 
Assessment comments

Sources of information
Basic José Gómez Campomanes (1.986). Análisis y diseño de los Sistemas Automáticos de Control (2 tomos). Ediciones Júcar
John Van de Vegte (1.994). Feedback Control Systems. Prentice Hall
Katsuhiko Ogata (2.003). Ingeniería de Control moderna. Prentice Hall
Rohrs-Melsa-Schultz (1.994). Sistemas de Control Lineal. McGraw-Hill

Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
CÁLCULO/730G03001
FÍSICA I/730G03003
FÍSICA II/730G03009
ECUACIÓNS DIFERENCIAIS/730G03011
FUNDAMENTOS DA ELECTRICIDADE/730G03012
FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA/730G03016

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
INFORMÁTICA/730G03004
ACTUADORES E SENSORES/730G03045

Subjects that continue the syllabus

Other comments


(*)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.