Identifying Data 2019/20
Subject (*) Automatic Control Systems Code 770G01017
Study programme
Grao en Enxeñaría Electrónica Industrial e Automática
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
Velo Sabin, Jose Maria
 E-mail
jose.velo@udc.es
Lecturers
Vega Vega, Rafael Alejandro
Velo Sabin, Jose Maria
 E-mail
rafael.alejandro.vega.vega@udc.es
jose.velo@udc.es
Web
General description Na industria actual, e mesmo entre os produtos de consumo máis usuais, empréganse múltiples sistemas sobre os que se aplican métodos modernos de control. É por iso que se necesitan técnicos con capacidade para "comprender", "desenvolver" e "aplicar" devanditos métodos. As Escolas e Centros onde se estude Enxeñaría deben dotar aos seus Alumnos das facultades e coñecementos necesarios que lles permitan, sobre todo, "comprender" e "desenvolver", para que na súa incorporación ao mundo laboral, en colaboración coa experiencia da Empresa, "desenvolver" e "aplique" devanditos métodos con maior profundidade.
As funcións que permiten o anterior son, entre outras:

- Comprender a utilidade do Control Automático, no noso caso, de sistemas lineais e contínuos, e coñecer as súas aplicacións tanto industriais como en produtos de utilización sistemática, como o son moitos dos de consumo habitual.

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

- Coñecer e saber utilizar os métodos analíticos necesarios para:

- A modelización de sistemas físicos.

- A análise tanto dinámica como estático dos sistemas nos dominios temporal e frecuencial.

- O deseño do regulador máis adecuado, que cumpra 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 os actuadores, sensores, reguladores, etc.

- Elixir, entre as múltiples posibilidades, a estrutura de control a implantar máis adecuada.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A3 Capacidade para realizar medicións, cálculos, valoracións, taxacións, peritaxes, estudos e informes.
A4 Capacidade de xestión da información, manexo e aplicación das especificacións técnicas e da lexislación necesarias no exercicio da profesión.
A17 Coñecer os fundamentos dos automatismos e métodos de control.
A31 Coñecementos de regulación automática e técnicas de control e a súa aplicación á automatización industrial.
B1 Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade e razoamento crítico.
B2 Capacidade de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da enxeñaría industrial.
B3 Capacidade de traballar nun contorno multilingüe e multidisciplinar.
B4 Capacidade de traballar e aprender de forma autónoma e con iniciativa.
B5 Capacidade para empregar as técnicas, habilidades e ferramentas da enxeñaría necesarias para a práctica desta.
B6 Capacidade de usar adecuadamente os recursos de información e aplicar as tecnoloxías da información e as comunicacións na enxeñaría.
B7 Capacidade para traballar de forma colaborativa e de motivar un grupo de traballo.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 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.
C3 Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía aberta, culta, crítica, comprometida, democrática e solidaria, capaz de analizar a realidade, diagnosticar problemas, formular e implantar solucións baseadas no coñecemento e orientadas ao ben común.
C5 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Sabe modelizar os sistemas de control automático A3
A4
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C2
C3
C5
C7
Coñece as propiedades da realimentación de sistemas de control automático A4
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C3
C5
C7
Sabe analizalos no dominio temporal e frecuencial A4
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C3
C5
C7
É capaz de estudar a súa estabilidade mediante diferentes criterios tanto en dominio temporal como frecuencial A3
A4
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C2
C3
C5
C7
Sabe analizar a súa precisión A3
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C2
C3
C5
C7
Coñece as accións básicas de control e é capaz de aplicar técnicas de axuste de reguladores A3
A4
A17
A31
 B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
 C1
C2
C3
C5
C7

Contents
Topic Sub-topic
Introdución aos sistemas de Automatización TEMA 0:"Introdución á Automatización"
0.1.- Introdución.
0.2.- Arquitectura e compoñentes.
0.3.- Tipos de control.
0.4.- Etapas na Automatización.
Modelización de sistemas de control, realimentación TEMA 1:"Repaso físico-matemático"
1.1.- Sistemas físicos elementais.
1.2.- Fórmulas e teoremas matemáticos elementais.
Problemas.
TEMA 2:"Sistemas de Control Automático"
2.1.- Sistemas de control automático
2.2.- Clasificación dos sistemas de control.
2.3.- Sistemas dinámicos de control.
2.4.- Sistemas lineais. Linealización.
2.5.- Reguladores e servomecanismos. Diferenzas.
2.6.- Sistemas en bucle aberto e en bucle pechado.
2.7.- Elementos dun sistema.
Problemas.
TEMA 3:"Función de transferencia e Diagrama de bloques
3.1.- Modelo matemático dun sistema dinámico.
3.2.- Función de transferencia. Definicións.
3.3.- Diagrama de bloques.
3.4.- Redución do diagrama de bloques: flujograma e fórmula de Mason.
Problemas.
TEMA 4:"Sistemas realimentados de control automático"
4.1.- Sistemas con realimentación da saída.
Definicións.
4.2.- Sensibilidade.
4.3.- Efectos da realimentación sobre un sistema de control.
Problemas.
Análise temporal de sistemas, estabilidade e precisión TEMA 5:"Resposta temporal dun sistema dinámico de control"
5.1.- Introdución.
5.2.- Resposta impulsional dun sistema.
5.3.- Integral de Convolución.
5.4.- Resposta temporal dun sistema de primeira orde.
5.5.- Resposta temporal dun sistema de segunda orde.
5.6.- Sistemas de orde superior. Concepto de estabilidade.
5.7.- Estudo da estabilidade dun sistema por medio da localización dos seus polos en cadea pechada no plano complexo.
5.8.- Criterio de estabilidade de Routh. Propiedades. Aplicacións.
Problemas.
TEMA 6:"Erros en réxime permanente de sistemas realimentados"
6.1.- Erro en réxime permanente.
6.2.- Tipo dun sistema.
6.3.- Sinais de entrada e constantes de erro.
6.4.- Erros con realimentación non unitaria.
Problemas.
Lugar das raíces TEMA 7:"Estudo da estabilidade dun sistema realimentado mediante o lugar das raíces"
7.1.- Lugar xeométrico das raíces.
7.2.- Condicións básicas do lugar das raíces.
7.3.- Regras de construción do lugar
7.4.- O contorno das raíces.
Problemas.
Análise frecuencial de sistemas, estabilidade TEMA 8:"Resposta frecuencial dun sistema"
8.1.- Introdución.
8.2.- Resposta de frecuencia.
8.3.- Resposta de frecuencia e diagrama cero-polar.
8.4.- Representacións gráficas.
Resposta temporal e frecuencial Análise de estabilidade TEMA 9:"Diagramas de Bode ou logarítmicos"
9.1.- Introdución.
9.2.- Representación de termos.
9.3.- Sistemas de fase mínima e sistemas de fase non mínima.
Problemas.
TEMA 10:"Criterio de estabilidade de Nyquist"
10.1.- Diagrama polar.
10.2.- Criterio de estabilidade de Nyquist
Problemas.
TEMA 11:"Estabilidade relativa"
11.1.- Estabilidade relativa.
11.2.- Marxe de ganancia e marxe de fase.
11.3.- Estabilidade nos diagramas de Bode.
11.4.- Frecuencia de corte e ancho de banda.
11.5.- Especificacións frecuenciales.
11.6.- Relación entre a resposta en frecuencia e a resposta temporal.
11.7.- Resposta de frecuencia en bucle pechado.
Problemas.
Accións básicas de control e técnicas de axuste de Reguladores TEMA 12:"Consideracións básicas de diseño de sistemas"
12.1.- Introducción.
12.2.- Tipos de compensación.
12.3.- Especificacións de funcionamiento.
12.4.- Condicións básicas de diseño.
12.5.- Metodoloxía para o diseño de compensadores
TEMA 13:"Reguladores"
13.1.- Introducción
13.2.- Accións básicas de control
13.3.-Regulador proporcional (P)
13.4.-Regulador integral (I)
13.5.-Regulador proporcional-integral (PI)
13.6.-Regulador proporcional-derivativo (PD)
13.7.-Regulador proporcional-integral-derivativo (PID)
13.8.-Conclusións
TEMA 14:"Técnicas de axuste de reguladores"
14.1.-Introducción
14.2.-Axuste polo método de Ziegler-Nichols
14.3.-Axuste polo método del Lugar das Raíces
Problemas.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A4 B1 B3 B5 B6 C1 C3 C7 21 25 46
Problem solving A3 A4 A17 A4 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B3 C1 C2 C5 21 39 60
Laboratory practice A3 A17 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B7 B7 C1 C2 C5 9 6 15
Objective test A17 A3 B2 B4 C2 C5 6 20 26
 
Personalized attention 3 0 3
 
(*)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 iranse desenvolvendo os conceptos e fórmulas necesarios para a comprensión e análise dos sistemas lineais de control, desde os conceptos de diagramas de bloques, estabilidade, precisión, etc., pasando polas análises temporais e frecuenciales, cos métodos utilizados para o seu estudo, ata o deseño dun regulador.
Problem solving Realizaranse exercicios e problemas complementarios aos conceptos desenvolvidos nas sesións maxistrais, que servirán para a asimilación destes, para a comprensión da Materia e para a avaliación continua do Alumno.
A nota obtida na solución de problemas pode chegar a ser de 2 puntos.
Laboratory practice Realizaranse unha serie de prácticas que consistirán no control dun motor de corrente continua, ao que se lle realizarán análises tanto temporais como frecuenciales estudando, en cada caso, as posibles respostas.
Poderíanse tamén realizar sesións de simulación.
As prácticas de laboratorio son obrigatorias para o Alumno, isto quere dicir, que hai que realizalas todas y aprobalas para poder aprobar a Materia.
A nota obtida nas prácticas pode chegar a ser de 1 punto.
Objective test Consistirá na realización dun exame no que se pode pór un test, cuestións teóricas, cuestións prácticas, problemas e/ou exercicios.
A nota obtida no devandito exame será máxima de 7 puntos, e é imprescindible obter unha mínima de 3.5 para poder aprobar a Materia.

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 tutoría personalizada.
A realización das prácticas de laboratorio será levada persoalmente por un dos profesores designados.
O alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e
dispensa académica de exención de asistencia, recibirá instruccións precisas de forma personalizada.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Laboratory practice A3 A17 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B7 B7 C1 C2 C5 As prácticas de laboratorio son obrigatorias, hai que realizalas todas e aprobalas para poder aprobar a Materia. Nos casos en que a puntuación sexa menor de 5 puntos, o Alumno terá que presentarse a exame de prácticas. Se o Alumno suspéndeo, a Materia cualificarase con "Suspenso".
A cualificación dependerá dos informes e exercicios entregados e da Actitude e traballo desenvolvido no Laboratorio.
As prácticas de Laboratorio representan o 10% da puntuación da Materia, sempre que se asista con regularidade a clase. 		10
Objective test A17 A3 B2 B4 C2 C5 A nota obtida neste exame será como máximo de 7 puntos, e é imprescindible obter unha nota mínima de 3.5 puntos para poder aprobar a Materia.
Este exame pode consistir en preguntas teóricas, cuestións teóricas, cuestións prácticas e problemas.
Esta proba representa o 70% da puntuación da Materia. 		70
Problem solving A3 A4 A17 A4 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B3 C1 C2 C5 Resolución de cuestións, exercicios e problemas na aula. Preténdese avaliar o Interese e a Actitude do Alumno, así como o estudo continuo da Materia mediante a súa participación activa.
A solución de problemas representa o 20% da puntuación da Materia, sempre que se asista con regularidade a clase. 		20
 
Assessment comments

-Para que un Alumno sexa avaliado, ha de ter en conta que a asistencia a clase é obrigatoria, co cal, o Profesor controlará a asistencia. Ao finalizar o curso, se esta é maior ou igual ao 80% o Alumno terá o obxectivo de Asistencia alcanzado.

-Se a nota da Proba Obxectiva é maior ou igual a 3.5 puntos e se se ten a Asistencia, a nota final da Materia será a suma das notas da Proba Obxectiva e a Avaliación continua.

-Se a nota da Proba Obxectiva é menor de 3.5 puntos ou se non se ten a Asistencia, a nota final da Materia será a da Proba Obxectiva.

-Ao alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia, esixiráselle polo menos un 5 sobre 7 na proba obxectiva e despois un exame das prácticas.

-As notas da Avaliación continua (é dicir, a Asistencia, as Prácticas de Laboratorio e a Solución de problemas) terán unha validez de 2 cursos, é dicir, o curso en que o Alumno a realiza e o curso seguinte. Pasados estes 2 cursos, o Alumno terá que volver realizar o conxunto da Avaliación continua.

-Non se permiten nos exames calculadoras programables, con capacidade gráfica ou con capacidade de almacenamento de información.

Sources of information
Basic Katsuhiko Ogata (2.003). Ingeniería de Control moderna. Prentice Hall
BENJAMÍN KUO (1996). Sistemas de control automático. Prentice Hall
DORF/BISHOP (2005). Sistemas de control moderno. Prentice Hall

A principal fonte de información son os apuntamentos de clase. A bibliografía adxunta serve para completalos e profundar na materia
Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Calculus/770G01001
Physics I/770G01003
Physics II/770G01007
Differential Equations/770G01011
Fundamentals of Electricity/770G01013

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
Fundamentals of Electronic Circuits/770G01018

Subjects that continue the syllabus
Automation I/770G01024
Control Engineering/770G01028
Automation II/770G01037
Intelligent Control Systems/770G01043

Other comments
-Non é recomendable realizar as prácticas da Materia sen asistir a clase porque o aproveitamento delas será nulo e verase reflectido na nota.

-“Para axudar a conseguir un entorno inmediato sostenido e cumplir co obxectivo da acción número 5: “Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social” do "Plan de Acción Green Campus Ferrol":

            A entrega dos traballos documentales que se realicen nesta materia:

              •  Se solicitarán en formato virtual y/o soporte informático

             •  Se realizará a través de Moodle, en formato dixital sin necesidad de imprimirlos

             •  En caso de ser necesario realizalos en papel:

                  -     Non se emplearán plásticos

                 -      Se realizarán impresiones a doble cara.

                 -      Se empleará papel reciclado.

                 -      Se evitará a impresión de borradores.

     • Débese facer un uso sostenible dos recursos e a prevención de impactos negativos sobre o medio natural


(*)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.