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Academic Year/course: 2018/19

29817 - Automatic Control Systems

Syllabus Information

Academic Year:
29817 - Automatic Control Systems
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
Second semester
Subject Type:

1.1. Aims of the course

The subject and its expected results respond to the following approaches and objectives:

The objectives of the Automatic Systems subject are the following:

● Assimilate the structure of the classic regulation loop.

● Understand the function of the regulator, the actuators and the sensors.

● Describe the relationship that exists between proportional, integral and derivative actions with the response in a permanent and transitory regime of a process.

● Understand and assimilate the design technique of regulators in the time domain by the method of cancellation of poles and the place of the roots.

● Understand and assimilate the design techniques of regulators in the frequency domain.

● Assimilate and understand the different constructive forms or architectures of the programmable automatons.

● Introduction to programming Automata

● Assimilate and understand the modeling process of discrete Event Systems using Petri nets.

● Acquire design capacity of control and regulation systems.

● Acquire capacity for the use of programmable controllers in the control of continuous processes.

● Acquire capacity for modeling and programming of discrete event systems.

1.2. Context and importance of this course in the degree

Automatic systems is a subject of the branch of industrial technologies. In this context, the basic concepts of systems control are presented.

The students have studied the math, physics, electrical engineering and Signals and Systems necessary to understand the basic principles used in the subject in previous semesters. The student learns in the subject to analyze and design classic control loops and other control structures. He is also introduced to computer control.

At the end of the course the student is able to understand the importance of systems control and its importance in industrial processes from the technical, economic and environmental point of view. The knowledge acquired serves as the basis for subjects such as Control Engineering and Industrial Automation.

1.3. Recommendations to take this course

For pedagogical and content reasons it is advisable to have studied Mathematics, Physics, as well as the subjects of Fundamentals of Electrotechnics, Electrotechnics and Signals and Systems. The previous study of these subjects provides the student with the basic tools necessary to develop, analyze and simulate industrial control systems.

The study and continued work, from the first day of the course, are fundamental to overcome with the maximum advantage the subject.

It is important to resolve any doubts that may arise as soon as possible, for which the student has the advice of the teacher, both during the classes and in the hours of tutoring intended for it.

2.1. Competences

Upon passing the subject, the student will be more competent to ...

Apply the fundamentals of automatisms and control methods.

Combining basic knowledge and specialized engineering to generate innovative and competitive proposals in the professional activity.

Solve problems and make decisions with initiative, creativity and critical reasoning.

Apply information technologies and communications in Engineering.

Use the techniques, skills and tools of Engineering necessary to practice it.

Learn continuously and develop autonomous learning strategies.

2.2. Learning goals

The student, to pass this subject, must demonstrate the following results ...

Know the properties of feedback and basic control actions.

Knows and knows how to apply control design techniques of monovariable continuous systems, in the time domain.

Knows and knows how to apply the control design techniques of monovariable continuous systems, in the frequency domain.

Knows and knows how to select basic control schemes.

He knows how to design logical automatisms based on finite state automata and Petri nets.

Knows and knows how to apply the basic techniques of automation programming in programmable automata.

2.3. Importance of learning goals

The knowledge acquired by the student in Automatic Systems starts him in the control and automation of a large number of manufacturing tasks. A large part of these tasks or processes fall into two main groups:

Knowledge about Continuous Systems allows you to address tasks such as: Motor speed control, temperature control, torque control, flow control.
The knowledge about Discrete Event Systems allows you to tackle tasks such as: Control of manufacturing operations, assembly, maintenance, storage ...
Currently in these processes has reached a high degree of automation. The control of operations is carried out by industrial regulators, industrial computers, programmable automata, robots ...

The learning results of this subject give students the ability to analyze real situations of control of drives and industrial processes and enable them to propose schemes and calculate the appropriate control parameters that allow meeting certain operating requirements. These results, and the capacities and abilities derived from them, have a great importance in the industrial environment, where the control of processes and systems is a key and fundamental piece for the development of the product, allowing to reduce costs, both economic and environmental, and increase the final quality of the product.

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)


Individual written test (80%). Rated between 0 and 10 points (CT).
Evaluation of practical credits (CP). Qualified between 0 and 10 points (CP), can be overcome throughout the course. It will be formed by:

Practical work (12%)
Laboratory practices (8%).
In any case, there will be a specific individual test of the practical credits during the evaluation period for students who have not passed the course during the course, or who wish to upload a grade.

In order to pass the subject, it is essential to obtain a CP score greater than or equal to 4 points. Only in this case, the global qualification of the subject will be (0.20 * CP + 0.80 * CT). In another case, the overall rating will be the minimum between 4 and the result of applying the previous formula. The subject is exceeded with an overall score of 5 points out of 10

4.1. Methodological overview

The learning process that is designed for this subject is based on the following:

The teaching process will involve three main levels: lectures, problems and laboratory, with increasing level of student participation.
• In the lectures the theoretical basis of the automated systems will be presented, illustrated with numerous examples.
• In the classes of problems and issues such cases will be developed involving students.
• Laboratory practices will be developed in small groups where students perform the simulation, implementing and analysing real  automation and control systems.
• In addition, to encourage continuous and autonomous student work, additional learning activities to do throughout the semester will be performed.

4.2. Learning tasks

The program offered to the student for achieving the expected results includes the following activities ...


Class work: 2.4 ECTS (60 hours)


1) In-person class (type T1) (30 in-person hours).

Lectures of theoretical and practical content. The concepts and fundamentals of automatic systems are presented, illustrated with real examples. Student participation through questions and brief discussions will be encouraged.

2) Classes of problems and cases resolution (type T2) (15 in-person hours).

Problems and cases involving students, coordinated at all times with the theoretical contents will be developed. Students are encouraged to work the problems previously. Some of these hours may engage in learning activities assessable as specified in each course.

3) Lab (type T3) (15 in-person hours).

The student will perform the simulation,  implementing and analysing real automation and control systems. A script practice will be available, consisting of sections of previous study and practical realization in the laboratory. The preliminary study must be worked out before the practice. Each practice will be qualified in the laboratory.


Non-in-person work: 3.6 ECTS (90 hours)

4) Study (type T7) (86 non-in-person hours).

Student Personal study of the theoretical part and realization of problems. The ongoing work of the student will be encouraged by the homogeneous distribution of the various learning activities throughout the semester. This includes tutorials, as a direct support for the student, identification of learning problems, orientation in the subject, advising to exercises and assignments ...

5) Evaluation tests (T8) (4 in-person hours).

In addition to the qualifying function, evaluation is also a learning tool with which the student checks the degree of understanding and assimilation reached.

4.3. Syllabus

The contents developed are:


Lesson 0 Presentation of the subject. Historical introduction

Lesson 1 Control of Discrete Event Systems

Introduction to Industrial Automation Systems. Industrial Programmable Logic Controller. Digital and Analog inputs and outputs. Sensors and actuators. Programming Discrete Event Systems.

Lesson 2 Feedback systems

Properties feedback systems. Steady-state response. Precision. Root locus. Phase and gain margin. Relationship between time and frequency response. Nyquist stability criterion simplified case.

Lesson 3 Control of Dynamic Systems

Feedback systems properties. Steady-state response. Precision. Basic control actions. Controller design. Cancellation of poles and zeros. Root locus. Design of controllers in the frequency domain

Lesson 4 Control Structures

Modifications PID control. Feedforward. Servo drive. Cascade control.

Lesson 5 Industrial Control

Industrial PID controllers. PID control technology. Feedforward control. Control ratio. PWM action. Servo action. Heat Cool action. Empirical tunning.


Practices to perform are:


● Introduction to Programmable Logic Controller.

● Control of discrete event systems. Control stations of the manufacturing cell.

● Control position and speed of a servomotor.

● Control model of a mini

● Implementation of PID controllers in PLCs.


● Introduction to Programming Logic Controller.

● Control of discrete event systems.

● Control of continuous systems. Aeropendulum 1

● Control of continuous systems. Aeropendulum 2

● Implementation of PID controllers in PLCs.

4.4. Course planning and calendar

Lectures and problem classes and practice sessions are held in the laboratory according to schedule set by the center (schedules available on their website).

Each teacher will inform its hours of tutoring.

The other activities will be planned depending on the number of students and will be announced in good time. It will be available on


4.5. Bibliography and recommended resources

  • 1. Lewis, Paul H.. Sistemas de control en ingeniería / Paul H. Lewis, Chang Yang . 1a ed. en español Madrid : Prentice Hall, cop. 1999
  • 2. Kuo, Benjamin C.. Sistemas de control automático / Benjamin C. Kuo ; traducción, Guillermo Aranda Pérez ; revisor técnico, Francisco Rodríguez Ramírez . 1ª ed. en español México [etc.] : Prentice Hall Hispanoamericana, cop. 1996
  • 3. Golnaraghi, Farid. Automatic control systems / Farid Golnaraghi, Benjamin C. Kuo . 9th ed. New York : John Wiley & Sons, cop. 2010
  • 4. Montano Gella, Luis. Regulación automática : análisis y diseño en el dominio de la frecuencia / Luis Montano Gella, José Luis Villarroel Salcedo . [1a. ed.] Zaragoza : Universidad, Secretariado de Publicaciones, D.L.1991
  • 5. Franklin, Gene F.. Digital Control of Dynamic Systems / Gene F. Franklin, J. David Powell, Michael L. Workman . - 2a. ed. Reading, Massachusetts [etc.] : Addison-Wesley Publishing, cop. 1990
  • 6. Ogata, Katsuhiko. Sistemas de control en tiempo discreto / Katsuhiko Ogata ; traducción, José Guillermo Aranda Pérez...[et al.] . [1a. ed. en español] México [etc.] : Prentice Hall Hispanoamericana, cop. 1996
  • 7. Ogata, Katsuhiko. Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata ; traducción Sebastián Dormido Canto, Raquel Dormido Canto ; revisión técnica Sebastián Dormido Bencomo ; revisión técnica para Latinoamérica Amadeo Mariani ... [et al.] . 5ª ed. Madrid : Pearson Educación, D.L. 2010
  • 8. Piedrafita Moreno, Ramón. Control de sistemas industriales continuos / Ramón Piedrafita Moreno . Zaragoza : Kronos, 2002
  • 9. Piedrafita Moreno, Ramón. Ingeniería de la automatización industrial / Ramón Piedrafita Moreno . 2a ed. amp. y act. Madrid : Ra-Ma, D.L. 2003 [cop. 2004]
  • 10. Silva Suárez, Manuel. Las redes de Petri : en la automática y la informática / Manuel Silva . 1a ed. 1985, 1a reimp. 2002 Madrid : Editorial AC, 2002

Curso Académico: 2018/19

29817 - Sistemas automáticos

Información del Plan Docente

Año académico:
29817 - Sistemas automáticos
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
440 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

Los objetivos de la asignatura Sistemas Automáticos son los siguientes:

●     Asimilar la estructura del bucle clásico de regulación.

●     Comprender la función del regulador, de los accionadores y de los sensores.

●     Describir la relación que existe entre las acciones proporcional, integral y derivada con la respuesta en régimen permanente y transitorio de un proceso.

●     Comprender y asimilar la técnica de diseño de reguladores en el dominio del tiempo por el método de cancelación de polos y del lugar de las raices.

●     Comprender y asimilar las técnicas de diseño de reguladores en el dominio de la frecuencia.

●     Asimilar y comprender las diferentes formas constructivas o arquitecturas de los autómatas programables.

●     Iniciación a la programación de Autómatas

●     Asimilar y comprender el proceso de modelado de Sistemas de Eventos discretos mediante redes de Petri.

●     Adquirir capacidad de diseño de sistemas de control y regulación.

●     Adquirir capacidad de utilización de autómatas programables en el control de procesos continuos.

●     Adquirir capacidad de modelado y programación de sistemas de eventos discretos.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Sistemas automáticos es una asignatura de la rama de tecnologías industriales. En este contexto se presentan los conceptos básicos del control de sistemas.

Los alumnos han cursado en semestres anteriores asignaturas de matemáticas, física, electrotecnia y Señales y Sistemas necesarias para comprender los principios básicos utilizados en la asignatura. El alumno aprende en la asignatura a analizar y diseñar bucles de control clásico y otras estructuras de control. También se le introduce en el control por computador.

Al finalizar la asignatura el alumno es capaz de comprender la transcendencia del control de sistemas y su importancia en los procesos industriales desde el punto de vista técnico, económico y ambiental. Los conocimientos adquiridos sirven de base para asignaturas como Ingeniería de Control y Automatización Industrial.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Por razones pedagógicas y de contenidos es recomendable haber cursado las materias Matemáticas, Física, así como las asignaturas de Fundamentos de Electrotecnia, Electrotecnia y Señales y Sistemas. El estudio previo de estas materias proporciona al alumno las herramientas básicas necesarias para desarrollar, analizar y simular sistemas de control industrial.

El estudio y trabajo continuado, desde el primer día del curso, son fundamentales para superar con el máximo aprovechamiento la asignatura. 

Es importante resolver cuanto antes las dudas que puedan surgir, para lo cual el estudiante cuenta con la asesoría del profesor, tanto durante las clases como en las horas de tutoría destinadas a ello.

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Aplicar los fundamentos de automatismos y métodos de control.

Combinar los conocimientos básicos y los especializados de Ingeniería para generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional.

Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

Aplicar las tecnologías de la información y las comunicaciones en la Ingeniería.

Usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

Aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Conoce las propiedades de la realimentación y las acciones básicas de control.

Conoce y sabe aplicar las técnicas de diseño de control de sistemas continuos monovariables, en el dominio temporal.

Conoce y sabe aplicar las técnicas de diseño de control de sistemas continuos monovariables, en el dominio frecuencial.

Conoce y sabe seleccionar esquemas básicos de control.

Sabe diseñar automatismos lógicos basados en autómatas de estados finitos y redes de Petri.

Conoce y sabe aplicar las técnicas básicas de programación de automatismos en autómatas programables.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los conocimientos que el alumno adquiere en Sistemas Automáticos le inicia en el control y automatización de gran cantidad de tareas de fabricación. Una gran parte de esas tareas o procesos se engloban dentro de dos grupos principales:

  • El conocimiento sobre Sistemas continuos le permite abordar tareas como: Control de velocidad de motores, control de temperatura, control de par, control de caudal.
  • El conocimiento sobre Sistemas de Eventos Discretos le permite abordar tareas como: Control de operaciones de fabricación, de ensamblaje, de manutención, de almacenaje...

Actualmente en estos procesos se ha alcanzado a un alto grado de automatización. El control de las operaciones es realizado mediante reguladores industriales, computadores industriales, autómatas programables, robots…

Los resultados de aprendizaje de esta asignatura dotan al alumno de capacidad de análisis de situaciones reales de control de accionamientos y de procesos industriales y le capacitan para proponer esquemas y calcular los parámetros de control adecuados que permitan cumplir con unos requisitos de funcionamiento dados. Estos resultados, y las capacidades y habilidades de ellos derivadas, tienen una gran importancia en el entorno industrial, donde el control de procesos y sistemas es una pieza clave y fundamental para el desarrollo del producto, permitiendo reducir costes, tanto económicos como ambientales, y aumentar la calidad final del producto.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba


  • Prueba escrita individual (80%). Calificada entre 0 y 10 puntos (CT).
  • Evaluación de los créditos prácticos (CP). Calificada entre 0 y 10 puntos (CP), podrá superarse a lo largo del curso. Estará formada por:
    • Trabajo práctico (12%)
    • Prácticas de laboratorio (8%).

En cualquier caso se realizará una prueba individual específica de los créditos prácticos durante el periodo de evaluación para los alumnos que no la hayan superado durante el curso, o que deseen subir nota.

Para la superación de la asignatura es condición imprescindible obtener una calificación CP mayor o igual que 4 puntos. Sólo en ese caso, la calificación global de la asignatura será (0.20*CP+ 0.80*CT). En otro caso, la calificación global será la mínima entre 4 y el resultado de aplicar la fórmula anterior. La asignatura se supera con una calificación global de 5 puntos sobre 10 



  • Prueba escrita individual (80%). Calificada entre 0 y 10 puntos (CT).
  • Evaluación de los créditos prácticos (20%). Calificada entre 0 y 10 puntos (CP), podrá superarse a lo largo del curso.

En cualquier caso se realizará una prueba individual específica de los créditos prácticos durante el periodo de evaluación para los alumnos que no la hayan superado durante el curso, o que deseen subir nota.

Para la superación de la asignatura es condición imprescindible obtener una calificación CP y CT mayor o igual que 4 puntos. Sólo en ese caso, la calificación global de la asignatura será (0.20*CP+ 0.80*CT). En otro caso, la calificación global será la mínima entre 4 y el resultado de aplicar la fórmula anterior. La asignatura se supera con una calificación global de 5 puntos sobre 10 

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en tres niveles principales: clases de teoría, problemas y laboratorio, con creciente nivel de participación del estudiante. 

  • En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas de los sistemas automáticos, ilustrándose con numerosos ejemplos. 
  • En las clases de problemas se desarrollarán problemas y casos tipo con la participación de los estudiantes. 
  • Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante realizará la simulación, puesta en marcha y análisis de sistemas de automatización y control reales.
  • Asimismo, para incentivar el trabajo continuo y autónomo del estudiante, se llevarán a cabo actividades de aprendizaje adicionales a realizar a lo largo del semestre.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...


1) Clase presencial (tipo T1)  (30 horas presenciales).

Sesiones expositivas de contenidos teóricos y prácticos. Se presentaran los conceptos y fundamentos de los sistemas automáticos, ilustrándolos con ejemplos reales.  Se fomentará la participación del estudiante a través de preguntas y breves debates.

2) Clases de problemas y resolución de casos (tipo T2) (15 horas presenciales).

Se desarrollarán problemas y casos con la participación de los estudiantes, coordinados en todo momento con los contenidos teóricos.  Se fomenta que el estudiante trabaje previamente los problemas.  Parte de estas horas podrán dedicarse a las actividades de aprendizaje evaluables que se especifiquen en cada curso.

3) Prácticas de laboratorio (tipo T3) (15 horas presenciales).

El estudiante realizará la simulación, puesta en marcha y análisis de sistemas de automatización y control reales. Dispondrá de un guión de la práctica, compuesto de estudio previo y apartados de realización práctica en laboratorio. El estudio previo deberá realizarse previamente a la práctica. Cada práctica será calificada en el propio laboratorio.



4) Estudio (tipo T7) (86 horas no presenciales)

Estudio personal del estudiante de la parte teórica y realización de problemas.  Se fomentará el trabajo continuo del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del semestre de las diversas actividades de aprendizaje.  Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos…

5) Pruebas de evaluación (tipo T8) (4 horas presenciales).

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

4.3. Programa


Los contenidos que se desarrollan son los siguientes:

Tema 0 Presentación de la asignatura. Introducción histórica

Tema 1 Control de Sistemas de eventos discretos   

Introducción a los sistemas de Automatización Industrial. Autómatas Programables Industriales. Entradas/salidas digitales y Analógicas. Captadores y Accionadores. Programación de Sistemas de eventos discretos.

Tema 2 Sistemas Realimentados

Propiedades de sistemas realimentados. Respuesta en régimen permanente. Precisión. Lugar de las raíces. Margen de fase y margen de ganancia. Relación entre respuesta temporal y frecuencial. Criterio de Nyquist caso simplificado.          

Tema 3 Control de Sistemas Continuos

Propiedades de sistemas realimentados. Respuesta en régimen permanente. Precisión. Acciones básicas de control. Diseño de controladores. Cancelación de polos y ceros. Lugar de las raíces. Diseño de controladores en el dominio de la frecuencia

Tema 4 Estructuras de control

Modificaciones control PID. Prealimentación. Servopropulsor.  Control en cascada.

Tema 5 Control Industrial

Reguladores PID industriales. Tecnología del Control PID. Control feedforward. Control de ratio. Acción PWM. Acción Servo. Acción Calor Frío. Ajuste empírico.


Las prácticas a realizar serán:


●  Introducción a la programación de Autómatas.

●  Control de sistemas de eventos discretos. Control de estaciones de la célula de fabricación.  

●  Control de posición y velocidad de un accionamiento servomotor.

●  Control de la maqueta de una minicentral

●  Implementación de reguladores PID en Autómatas Programables.



●  Introducción a la programación de Autómatas.

●  Control de sistemas de eventos discretos.

●  Control de sistemas continuos. Aeropéndulo 1

●  Control de sistemas continuos. Aeropéndulo 2

●  Implementación de reguladores PID en Autómatas Programables.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por el centro (horarios disponibles en su página web).

Cada profesor informará de su horario de atención de tutoría.

El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.  Podrá consultarse en


El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad y el Centro hayan aprobado el calendario académico (el cual podrá ser consultado en la página web del centro).

La relación y fecha de las diversas actividades, junto con todo tipo de información y documentación sobre la asignatura, se publicará en el anillo digital docente

A título orientativo:

●  Cada semana hay programadas 3h de clases en aula.

●  Aproximadamente cada dos semanas el estudiante realizará una práctica de laboratorio.

●  Las actividades adicionales que se programen (trabajos, pruebas,seminarios…) se anunciarán con suficiente antelación, tanto en clase como en

●  Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijará la dirección del Centro.