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Academic Year/course: 2023/24

532 - Master's in Industrial Engineering

60805 - Advanced Control and Electronic Implementation


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60805 - Advanced Control and Electronic Implementation
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
532 - Master's in Industrial Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1 and 2
Semester:
532-First semester o Second semester
266-First semester o Second semester
107-Second semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

This subject offers an integrating vision, where the advanced techniques of two disciplines are developed: control and design of electronic systems based on analogue, digital and power circuits. The basic applications and functions of each discipline are discussed, a control design based on a real problem is introduced and an overview of the electronic implementation of control techniques in a circuit is given.

This subject is part of and completes the overview of electronics (digital and analogue branches) and control theory that started with the fundamental subjects of control and electronics.

The approach and objectives of the subject are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDGs, of the 2030 Agenda(https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and certain specific targets. These objectives and goals are the following:

  • Goal 3, Objective 3.6
  • Goal 7, Objective 7.3
  • Goal 8, Objective 8.2
  • Goal 9: Objective 9.4

2. Learning results

Upon completion of this subject, the student will be able to:

  • Develop an electronic project with the specification, design, assembly and documentation parts of a project.
  • Build blocks using analogue, digital and power circuits. Verify them in the laboratory.
  • Know the basic regulations and how to draft the documents associated with an electronic project.
  • Know and know how to apply computer control design techniques for multi-variable systems.
  • Know and know how to apply state-space and observer-based analysis and design techniques.
  • Know and apply dynamic systems identification techniques to extract models of real systems, and simulate their behaviour.
  • Know how to design a control architecture of a complex system and choose the appropriate technology for each component by applying the associated standards.

3. Syllabus

The contents developed to cover the advanced control competencies are:

  • Modelling of systems with internal description.
  • Continuous and sampled multivariable systems
  • Stability. Controllability and observability.
  • Linear control based on internal description.
  • Observers. Control design with variable estimation.
  • Non-linear control.

The contents developed to cover the advanced electronic design competencies are:

  • Top-Down methodology for electronic design.
  • Prototyping techniques in digital and analogue systems.
  • Implementation of control systems in electronic circuits (instrumentation, A/D conversion, hardware implementation in microprocessors).
  • Documentation and debugging of an electronic design.

4. Academic activities

THEORY-PRACTICE: (66 classroom hours)

1) Lecture (45h). It includes theoretical and problem-solving classes. The student will be encouraged to work on the problems in advance.

2) Laboratory practices (15h). Study and implementation of electronic circuits and integration of the corresponding control algorithm.

3) Assessment tests (6h)

AUTONOMOUS WORK: (84 hours)

1) Teaching assignments (24h). Creation of the proposed design that will include simulation, control algorithm designs and subsequent implementation in a low-cost programmable device.

2) Personal study (60h). Exercises and proposed cases to be developed, some of them to be solved in the classroom.

5. Assessment system

The student will be able to choose between two types of assessment:

1. CONTINUOUS ASSESSMENT

Three blocks of the subject will be evaluated:

  1. Three milestones associated with theory and problems (80% of the grade) (*). Each milestone will have an electronics part and a control part. Minimum grade in each part of each milestone: 3 out of 10.
  2. Five practice tests (20% of the grade)(*). During the realization of the practice itself. Minimum grade in each test: 3 out of 10.
  3. A defence of the practical work of the subject. This part is optional. There will be an oral and individual defence of the work. Minimum grade: 3 out of 10.

The milestones and practice tests will preferably consist of questionnaires on Moodle that may include multiple choice questions, matching, numerical calculation and/or open-ended questions. These tests will be conducted solely and exclusively in person.

If the student does not obtain a grade higher than or equal to the minimum grade in any of the indicated tests, then they does not pass the CONTINUOUS ASSESSMENT.

(*) IMPORTANT: If the defence of the work is not performed, the sum of the grades of the milestones and the practice will not exceed 7. If the defence of the work is performed and passed (grade > 5 out of 10) there is no upper limit in the final grade and it can be raised up to 4 extra points.

2. ASSESSMENT BY GLOBAL TEST

It will consist of a written exam (80% of the grade) that will include all the theoretical contents/problems/practices that have been addressed during the term, and an oral/written test in the laboratory (20%) related to the practices performed.

On the other hand, the second evaluation call will be carried out through a comprehensive test conducted in the period established for this purpose in the academic calendar.


Curso Académico: 2023/24

532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial

60805 - Diseño electrónico y control avanzado


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60805 - Diseño electrónico y control avanzado
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
2 y 1
Periodo de impartición:
532-Primer semestre o Segundo semestre
266-Primer semestre o Segundo semestre
107-Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

En esta asignatura se ofrece una visión integradora, donde se desarrollan las técnicas avanzadas de dos disciplinas: el control y el diseño de sistemas electrónicos basados en circuitos analógicos, digitales y de potencia. Para ello se parte de las aplicaciones y funciones básicas de cada disciplina, se introduce un diseño de control basado en un problema real y se ofrece una panorámica de la implementación electrónica de las técnicas de control en un circuito.

En esta asignatura se integra y completa la panorámica de la electrónica (ramas digital y analógica) y de la teoría de control iniciada con las asignaturas fundamentales de control y electrónica.

El planteamiento y objetivos de la asignatura están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas. Dichos objetivos y metas son:

  • Objetivo 3, Meta 3.6
  • Objetivo 7, Meta 7.3
  • Objetivo 8, Meta 8.2
  • Objetivo 9: Meta 9.4

2. Resultados de aprendizaje

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

  • Desarrolla un proyecto electrónico con las partes de especificación, diseño, montaje y documentación de un proyecto.
  • Construye bloques mediante circuitos analógicos, digitales y de potencia. Los verifica en el laboratorio.
  • Conoce la normativa básica y sabe redactar la documentación asociada a un proyecto electrónico.
  • Conoce y sabe aplicar las técnicas de diseño del control por computador para sistemas multi-variable.
  • Conoce y sabe aplicar las técnicas de análisis y diseño basado en el espacio de estados y con observadores.
  • Conoce y aplica técnicas de identificación de sistemas dinámicos para extraer modelos de sistemas reales, y simula su comportamiento.
  • Sabe diseñar una arquitectura de control de un sistema complejo y elegir la tecnología adecuada para cada componente aplicando la normativa asociada.

3. Programa de la asignatura

Los contenidos que se desarrollan para cubrir las competencias de control avanzado son los siguientes:

  • Modelado de sistemas con descripción interna.
  • Sistemas mutivariable continuos y muestreados
  • Estabilidad. Controlabilidad y Observabilidad.
  • Control lineal basado en descripción interna.
  • Observadores. Diseño de control con estimación de variables.
  • Control no lineal.

Los contenidos que se desarrollan para cubrir las competencias de diseño electrónico avanzado son los siguientes:

  • Metodología Top-Down para el diseño electrónico.
  • Técnicas de prototipado en sistemas digitales y analógicos.
  • Implementación de sistemas de control en circuitos electrónicos (instrumentación, conversión A/D, implementación hardware en microprocesadores).
  • Documentación y depuración de un diseño electrónico.

4. Actividades académicas

TEORIA-PRÁCTICA: (66 horas presenciales)

1) Clase expositiva (45h). Incluye clases teóricas y de resolución de problemas. Se fomentará que el estudiante trabaje previamente los problemas.

2) Prácticas de laboratorio (15h). Estudio e implementación de los circuitos electrónicos e integración de la algoritmia de control correspondiente.

3) Pruebas de evaluación (6h).

TRABAJO AUTÓNOMO: (84 horas)

1) Trabajos docentes (24h). Elaboración del diseño propuesto que incluirá simulación, diseños de la algoritmia de control e implementación posterior en un dispositivo programable de bajo coste.

2) Estudio personal (60h). Ejercicios y casos propuestos a desarrollar, algunos de ellos se resolverán en las clases presenciales.

5. Sistema de evaluación

El alumno podrá elegir entre dos tipos de evaluación:

1. EVALUACIÓN CONTINUA

Se evaluarán 3 bloques de la asignatura:

  1. Tres hitos asociados a cuestiones de teoría y problemas (80% de la nota) (*). Cada hito tendrá una parte de electrónica y otra de control. Nota mínima en cada parte de cada hito: 3 sobre 10.
  2. Cinco controles de prácticas (20% de la nota)(*). Durante la realización de la propia práctica. Nota mínima en cada control: 3 sobre 10.
  3. Una defensa del trabajo práctico de la asignatura(*). Esta parte es opcional. Se realizará una defensa oral e individual del trabajo. Nota mínima: 3 sobre 10.

Los hitos y controles de prácticas consistirán preferentemente en cuestionarios realizados a través de Moodle que podrán incluir preguntas de opción múltiple, emparejamiento, de cálculo numéricos y/o preguntas abiertas. Estas pruebas se realizarán única y exclusivamente de forma presencial.

Si el alumno no obtiene una calificación mayor o igual que la mínima en cualquiera de las pruebas indicadas entonces no supera la EVALUACIÓN CONTINUA.

(*) IMPORTANTE: Si no se realiza la defensa del trabajo la suma de las notas de los hitos y los controles de prácticas satura en 7. Si se realiza y aprueba la defensa del trabajo (nota > 5 sobre 10) no hay saturación en la nota final y se puede subir hasta 4 puntos extras.

2. EVALUACIÓN POR PRUEBA GLOBAL

Consistirá en un examen escrito (80% de la nota) que incluirá todos los contenidos teóricos/problemas/prácticos que se han abordado durante el curso, y en una prueba oral/escrita en el laboratorio (20%) relativa a las prácticas realizadas.

Por otra parte, la segunda convocatoria de evaluación se llevará a cabo mediante una prueba global realizada en el periodo establecido a tal efecto en el calendario académico