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Academic Year/course: 2023/24

436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology

30025 - Control Engineering


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
30025 - Control Engineering
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
Second semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

The objective of this subject is to learn the fundamental contents of computer control. You will learn to describe, simulate and analyze the behavior of discrete-time systems of one or several variables, and to design digital regulators. The importance of distributed automation and control systems will be studied. It is recommended to have previously taken the subject Automatic Systems at.

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement:  Goal 3, Targets 3.6 and 3.9; Goal 7, Targets 7.3 and Goal 9, Targets 9.4.

2. Learning results

  • Design and implement the computer control of a system, selecting the most appropriate technique according to the control requirements and the context in which they arise.
  • Apply system identification techniques in order to extract mathematical models suitable for use in control.
  • Simulate the behavior of dynamic systems using appropriate computer tools.
  • Design a distributed control hierarchy, solving both the communication needs between the different elements of the control and the computerized supervision of the whole.

3. Syllabus

Unit 1. Introduction

Unit 2. Computer control of continuous systems

  • Introduction
  • Sampling and reconstruction
  • Z-transform
  • Description of sampled systems
  • Discretization of continuous systems
  • Analysis of sampled systems
  • Regulator design

Unit 3. Internal system description

  • Continuous and sampled systems
  • Basic operations in state space
  • Transient and permanent response
  • Controllability and observability
  • Status feedback control

Unit 4. Discrete event systems

  • Introduction
  • Deterministic Finite State Automata (DSA)
    • Mealy and Moore models
    • Transformations and minimization
    • Limitations of DFAs
  • Petri Nets
    • Concept, typical structures and modeling methodology
    • Property analysis

4. Academic activities

Lectures  (30 horas)

Sessions of masterly presentation of theoretical and practical contents. Participation is encouraged through questions and brief discussions.

Problem solving classes (15 hours)

Coordinated at all times with the theoretical contents. Preliminary work on problems is encouraged.

Laboratory practices (15 hours)

They include a preliminary study and practical laboratory sections.

Practical work (24 hours)

Putting into practice the knowledge acquired in theory classes and problems.

Study (60 hours)

Personal study of theoretical concepts, problem solving and preparation of practicals.

Assessment tests (6 hours)

5. Assessment system

The grade in the global assessment modality will comprise two parts:

Grading of theory and problems (CT, 70%)

Written test with problems and/or theoretical-practical questions. The student will be assessed on the set of learning results of from a theoretical and problem-solving point of view. Graded between 0 and 10 points.

Practical qualification (CP, 30%)

It can be passed throughout the term (gradual test). In any case, a specific test will be held during the examination period for students who have not passed it during the term, including exercises from the laboratory practices and/or practical work. The student will be evaluated on the set of learning outcomes from the practical point of view . Graded between 0 and 10 points.

I n order to pass the subject it is an essential condition to obtain both grades CP and CT higher or equal to 4 points out of 10. Only in that case, the overall grade for the subject will be 0.7-CT+0.3-CP. Otherwise, the overall grade will be the minimum between 4 and the result of applying the above formula. The subject is passed with an overall grade of 5 points out of 10.


Curso Académico: 2023/24

436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

30025 - Ingeniería de control


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
30025 - Ingeniería de control
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Esta asignatura tiene como objetivo aprender los contenidos fundamentales del control por computador. Se aprenderá a describir, simular y analizar el comportamiento de sistemas en tiempo discreto, de una o varias variables, y a diseñar reguladores digitales. Se estudiará la importancia de los sistemas de automatización y control distribuido. Se recomienda haber cursado previamente la materia Sistemas Automáticos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: Objetivo 3 (Metas 3.6 y 3.9), Objetivo 7 (Meta 7.3), Objetivo 8 (Meta 8.2) y Objetivo 9 (Meta 9.4).

2. Resultados de aprendizaje

  • Diseña e implementa el control por computador de un sistema, seleccionando la técnica más adecuada en función de los requisitos de control y del contexto en el que se plantean.
  • Aplica técnicas de identificación de sistemas con el objeto de extraer modelos matemáticos adecuados para su uso en control.
  • Simula el comportamiento de sistemas dinámicos utilizando herramientas informáticas adecuadas para tal fin.
  • Diseña una jerarquía de control distribuido, resolviendo tanto las necesidades de comunicación entre los diferentes elementos del control como la supervisión informatizada del conjunto.

3. Programa de la asignatura

Tema 1. Introducción

Tema 2. Control por computador de sistemas continuos

  • Introducción
  • Muestreo y reconstrucción
  • Transformada Z
  • Descripción de sistemas muestreados
  • Discretización de sistemas continuos
  • Análisis de sistemas muestreados
  • Diseño de reguladores

Tema 3. Descripción interna de sistemas

  • Sistemas continuos y muestreados
  • Operaciones básicas en el espacio de estados
  • Respuesta transitoria y permanente
  • Controlabilidad y observabilidad
  • Control por realimentación del estado

Tema 4. Sistemas de eventos discretos

  • Introducción
  • Autómatas de Estado Finito Deterministas (AFD)
    • Modelos de Mealy y Moore
    • Transformaciones y minimización
    • Limitaciones de los AFD
  • Redes de Petri
    • Concepto, estructuras típicas y metodología de modelado
    • Análisis de propiedades

4. Actividades académicas

Clases magistrales (30 horas)

Sesiones de presentación magistral de contenidos teóricos y prácticos. Se fomenta la participación mediante preguntas y breves debates.

Clases de resolución de problemas (15 horas)

Coordinadas en todo momento con los contenidos teóricos. Se fomenta el trabajo previo de los problemas.

Prácticas de laboratorio (15 horas)

Incluyen un estudio previo y apartados de realización práctica en laboratorio.

Trabajos prácticos (24 horas)

Puesta en práctica de los conocimientos adquiridos en las clases de teoría y problemas.

Estudio (60 horas)

Estudio personal de los conceptos teóricos, resolución de problemas y preparación de prácticas.

Pruebas de evaluación (6 horas)

5. Sistema de evaluación

La calificación en la modalidad de evaluación global comprenderá dos partes:

Calificación de teoría y problemas (CT, 70%)

Prueba escrita con problemas y/o cuestiones teórico-prácticas. En ella se evaluará al alumno del conjunto de resultados de aprendizaje desde el punto de vista teórico y de resolución de problemas. Calificada entre 0 y 10 puntos.

Calificación práctica (CP, 30%)

Podrá superarse a lo largo del curso (prueba gradual). En cualquier caso, se realizará una prueba específica durante el periodo de exámenes para los alumnos que no la hayan superado durante el curso, incluyendo ejercicios de las prácticas de laboratorio y/o del trabajo práctico. En ella se evaluará al alumno del conjunto de resultados de aprendizaje desde el punto de vista práctico. Calificada entre 0 y 10 puntos.

Para la superación de la asignatura es condición imprescindible obtener las dos calificaciones CP y CT mayores o iguales que 4 puntos sobre 10. Sólo en ese caso, la calificación global de la asignatura será 0.7·CT+0.3·CP. 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.