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Guia docente | |||||||||||||||||||||
| DATOS IDENTIFICATIVOS | 2011_12 | |||||||||||||||||||||
| Asignatura | SERVOSISTEMAS | Código | 00701312 | |||||||||||||||||||
| Enseñanza |
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| Descriptores | Cr.totales | Tipo | Curso | Semestre | ||||||||||||||||||
| 15 | Obligatoria | Tercero | Anual |
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| Idioma | ||||||||||||||||||||||
| Prerrequisitos | ||||||||||||||||||||||
| Departamento | ING.ELECTR.DE SIST. Y AUTOMATI |
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| Responsable |
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Correo-e | mdomg@unileon.es efersn@unileon.es jjfuem@unileon.es |
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| Profesores/as |
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| Web | http:// | |||||||||||||||||||||
| Descripción general | "Estudiar la teoria clasica de control. Introducir los conceptos basicos de los sistemas discretos de control. Comprender el comportamiento de los sistemas de control. Utilizar herramientas software para el analisis y diseño de sistemas de control. Establecer una buena relacion teorico-practica con el fin de comprender como se implementan los sistemas de control en la industria y cuales son las tecnologías que se utilizan. " " | |||||||||||||||||||||
| Tribunales de Revisión |
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| Objetivos |
| "Estudiar la teoria clasica de control. Introducir los conceptos basicos de los sistemas discretos de control. Comprender el comportamiento de los sistemas de control. Utilizar herramientas software para el analisis y diseño de sistemas de control. Establecer una buena relacion teorico-practica con el fin de comprender como se implementan los sistemas de control en la industria y cuales son las tecnologías que se utilizan. " " |
| Metodologías |
| "El desarrollo teórico y práctico de la asignatura se apoyara continuamente en el denominado LABORATORIO REMOTO DE AUTOMÁTICA del Grupo de Automática de la Universidad de León, el cual es accesible desde Internet. A través de este medio el profesor y los alumnos pueden comprobar, manejar, operar, visualizar, sintonizar, etc., en tiempo real, el comportamiento de equipos industriales reales, tanto en una planta piloto industrial como en una serie de maquetas en las que se tienen implementados controles de temperatura, nivel, presión y caudal, de manera que se pueda establecer una mejor interrelación entre la teoria que se esta explicando y su implementación practica real. Además el citado laboratorio facilita al alumno una novedosa herramienta de apoyo en el estudio de la asignatura, a la que puede acceder de forma remota, deslocalizada e independizada del tiempo, y en la que también se le suministra un conjunto de transparencias resumen de aquellos conceptos mas importantes de cada capitulo con ejemplos prácticos de aplicación, así como videos, documentos y prácticas. En el enlace http://wwwlra.unileon.es/practicasservos/ se tiene a disposicion de los alumnos el soporte documental, esquemas y simulaciones de las diferentes practicas de la asignatura. " " |
| Contenidos |
| Bloque | Tema |
| "CONTENIDOS TEORICOS: TEMA 1: CONCEPTOS BASICOS Introducción. Sistemas físicos y modelos matemáticos. Sistemas de regulación en bucle abierto y bucle cerrado. Clasificación de los sistemas de regulación. El bucle típico de regulación.Nomenclatura y definiciones. Criterio y especificaciones para el diseño. Proyecto y realización de un sistema de regulación. TEMA 2: DESCRIPCION ANALITICA DE LOS SISTEMAS DE REGULACION Diagrama estructural. Normalización y Linealización. Concepto de función de transferencia. Condiciones iniciales no nulas. Diagrama funcional o de bloques. TEMA 3: REPRESENTACION DE LOS SISTEMAS DE REGULACION Introducción. Bloques en serie o en paralelo. Sistemas en bucle cerrado. Transposición de sumadores y puntos de bifurcación. Diagramas de flujo señal. Reducción de diagramas de flujo de señal. Fórmula general de Masón. TEMA 4: FUNCIONES DE TRANSFERENCIA DE ALGUNOS ELEMENTOS Y SISTEMAS FISICOS Introducción. Sistemas mecánicos.Sistemas eléctricos. Sistemas electromecánicos. Otros sistemas. Principio de analogía. Sensores y transductores usados en sistemas de regulación. TEMA 5: METODOS MATEMATICOS El concepto de transformación. Series de Fourier. La transformada de Fourier. La transformada de Laplace. Transformada de Laplace de funciones típicas. Propiedades de la Transformada de Laplace. La transformada inversa de Laplace. TEMA 6: ANALISIS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO. RESPUESTA IMPULSIONAL. Introducción. Respuesta impulsional. Respuesta al escalón unitario. Respuesta a una señal cualquiera. TEMA 7: ANALISIS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO-FUNCION DE TRANSFERENCIA Señales de entrada normalizadas. Influencia en la respuesta transitoria de la situación de polos y ceros. Sistemas de primer orden. Respuesta impulsional. Respuesta al escalón unitario. Respuesta a una rampa unitaria. TEMA 8: SISTEMAS DE SEGUNDO ORDEN I. Introducción. Función de transferencia del sistema de segundo orden. -Forma adimensional de la función de transferencia. Respuesta impulsional. Respuesta al escalón unitario. Caracterización de la respuesta transitoria. Respuesta a una rampa unitaria. TEMA 9: SISTEMAS DE SEGUNDO ORDEN II. CEROS Y POLOS ADICIONALES. Introducción. Sistemas de segundo orden con un cero adicional. Sistemas de segundo orden con un polo adicional. Acciones básicas de control. Controles proporcional e integral. Control proporcional-diferencial. Control proporcional-integral. TEMA 1O: SISTEMAS DE ORDEN SUPERIOR Respuesta transitoria de los sistemas de orden superior. Estabilidad en el plano complejo. Criterio de estabilidad de Routh. Casos especiales. Aplicaciones directas al análisis de sistemas de regulación. TEMA 11: ANALISIS EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA. Introducción. Respuesta de frecuencia. Respuesta de frecuencia y diagrama cero-polar. Representación gráfica de la respuesta de frecuencia. Diagramas logarítmicos o de Bode. Trazado de los diagramas de Bode. Normativa para el trazado logarítmico de la respuesta de frecuencia. Relación entre las curvas de amplitud y el ángulo de fase. Diagrama polar. Diagrama amplitud-ángulo de fase (ábaco de Black). TEMA 12: ANALISIS DE LA RESPUESTA EN REGIMEN PERMANENTE-PRECISION. Respuesta en régimen permanente. Error en régimen permanente. Señales de entrada y tipo de un sistema. Constantes de error. Coeficientes de error generalizados. Series de error. Relación entre coeficientes y constantes de error. Errores en sistemas con realimentación no unitaria. Sensibilidad. TEMA 13: ANALISIS DINAMICO EN EL DOMINIO DEL TIEMPO. METODO DEL LUGAR DE LAS RAICES. Introducción. Trazado de las raices de la ecuación característica. Ecuaciones básicas del lugar de las raices. Reglas para el trazado del lugar de las raices. TEMA 14: ANALISIS DINAMICO EN EL DOMINIO DEL TIEMPO. METODO DEL LUGAR DE LAS RAICES II. Formas básicas del lugar de las raices de los sistemas de primer y segundo orden. Adicción de polos y ceros a un sistema de orden simple. Adicción de polos y ceros a un sistema de orden superior. Sistemas condicionalmente estables. Sistemas con retardo puro. Lugar de las raices generalizado. Contorno de las raices. TEMA 15: ANALISIS DINAMICO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA. Introducción. Estabilidad de un sistema realimentado. Principio del argumento. Camino de Nyquist. Criterio de estabilidad de Nyquist. Aplicaciones del criterio de estabilidad de Nyquist. TEMA 16: ANALISIS DINAMICO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA DE NYQUIST II. Estabilidad relativa. Márgenes de ganancia y de fase. Estabilidad en los diagramas de Bode y amplitud-ángulo de fase. Relación entre la respuesta de la frecuencia y la respuesta transitoria. Respuesta de frecuencia en bucle cerrado. Lugares de módulo constante. Diagrama de Nichols. TEMA 17: CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE REGULACION Introducción. Tipos de compensación. Metodología para el diseño de compensadores. Especificaciones de funcionamiento. Condiciones básicas exigibles al sistema de regulación. TEMA 18: REGULADORES Y REDES DE COMPENSACION Introducción. Reguladores de tipo P. e I. Regulador de tipo PD.Red de adelanto de fase. Regulador tipo PID. Red de atraso-adelanto de fase. Conclusiones. TEMA 19: TECNICAS DE COMPENSACION BASADAS EN EL METODO DEL LUGAR DE LAS RAICES Introducción. Sistema equivalente de orden reducido. Polos dominantes. Reforma del lugar de las raices. Compensación mediante regulador PD. o red de adelanto de fase. Criterios para situar el cero de un regulador de tipo P.D. o de una red de adelanto de fase. Compensación mediante regulador PI. o red de atraso de fase. Compensación mediante regulador PID o red de atraso-adelanto de fase. Compensación por realimentación. Diseño de reguladores optimizados. Optimización por compensación en serie. Optimización por compensación en paralelo. Modelos de regulación utilizados en sistemas electrónicos de potencia. TEMA 20: TECNICAS DE COMPENSACION BASADAS EN EL METODO DE LA RESPUESTA DE FRECUENCIA. Introducción. Compensación mediante red de adelanto de fase o regulador PD. Compensación mediante red de atraso de fase o regulador PI. Compensación mediante red de atraso adelanto de fase o regulador PID. TEMA 21: INTRODUCCIÓN A SISTEMAS NO LINEALES. Introducción. Método de la función descriptiva. Determinación del ciclo límite. TEMA 22: SISTEMAS DE TIEMPO DISCRETO Y EL METODO DE LA TRANSFORMADA Z. Introducción a los sistemas de tiempo discreto. La transformada Z. La transformada Z inversa. Analisis de la estabilidad en el plano Z. TEMA 23: ESTUDIO DE LOS SISTEMAS LINEALES POR EL MÉTODO DE LA VARIABLE DE ESTADO. Introducción al concepto de Estado. Ecuaciones de estado de un sistema lineal de señales continuas. Representación matricial de las ecuaciones de estado. Ecuación de transición. Ecuación de estado de los sistemas muestreados lineales. Solución de la ecuación de estado discreta mediante la transformada en Z. Relaciones entre las ecuaciones de estado y las funciones de transferencia. Ecuación característica. TEMA 24: TENDENCIAS EN LAS TECNOLOGIAS DE CONTROL. Descripción general. Redes de reguladores. Supervisión. Tecnologias basadas en Internet. CONTENIDOS PRACTICOS: Se realizarán diversas prácticas utilizando la herramienta informática MatLab, equipos de Feedback y Maquetas Industriales de Control de Procesos. Se plantearán casos típicos de la asignatura, que el alumno deberá resolver aplicando los conceptos vistos en teoría. PRACTICA 1: Equipos de laboratorio, instrumentación y software a manejar. PRACTICA 2: Características del Motor de C.C. PRACTICA 3: Respuesta Transitoria del Motor. PRACTICA 4: Amplificador Operacional. PRACTICA 5: Estudio del efecto de la resistencia de realimentación del amplificador operacional. PRACTICA 6: Obtencion de un canal de error. PRACTICA 7: Sistemas de control de posicion en lazo cerrado. PRACTICA 8: Zona muerta de un control de posicion en lazo cerrado. PRACTICA 9: Respuesta de un sistema de control de posicion en lazo cerrado ante una entrada en escalón. PRACTICA 10: Sistemas de control de velocidad. PRACTICA 11: Sistemas de control de velocidad en carga. Influencia de la ganancia. PRACTICA 12: Sistema reversible de control de velocidad. PRACTICA 13: Mejora de la respuesta de un sistema de control de posicion en lazo cerrado. PRACTICA 14: Control todo-nada. PRACTICA 15: Regulador PID. PRACTICA 16: Sistema de control de posicion con PID. PRACTICA 17: Sistema de control de velocidad con PID. PRACTICA 18: Control de nivel en maqueta industrial con PID. PRACTICA 19: Sistema de control de temperatura en reactor de planta piloto industrial. " |
| Otras actividades |
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| Evaluación |
| descripción | calificación | ||
| Otros comentarios y segunda convocatoria | |||
| "Se realizara un examen final oral sobre las prácticas realizadas a lo largo del curso. Este examen sera eliminatorio, no pudiendose presentar al examen teorico aquellos alumnos que no lo hayan superado. El examen teórico constara de ejercicios y cuestiones de aplicación de la teoria, siendo su peso en la nota final el 100%. " " | |||
| Fuentes de información |
| Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura |
| Básica | |
| "REGULACION AUTOMATICA.TOMO I y II. E. Andres Puente. E.T.S.I.I. MADRID. 1980. INGENIERÍA DE CONTROL MODERNA. Katsuhiko Ogata. Prentice Hall. ISBN: 84-205-3678-4. 4ª edición CONTROL DE SISTEMAS DINÁMICOS CON REALIMENTACIÓN. Franklin, G.F y J.D. Powelly A. Emani-Naeni, 1991. Addison-Wesley Iberoamericana. TRANSPARENCIAS DE SERVOSISTEMAS. Diez, A., Domínguez. M. Universidad de León. 2000. " " | |
| Complementaria | |
| "SISTEMAS DE CONTROL EN INGENIERÍA. Paul H. Lewis y Chang Yang ISBN: 84-8322-124-1. Prentice Hall MODERN CONTROL SYSTEMS. Dorf, R.C. and R.H. Bishop. 9 edición Prentice Hall. 2001 FEEDBACK CONTROL OF DINAMIC SYSTEMS. Franklim. G., Powell, J.D. PROBLEMAS DE INGENIERÍA DE CONTROL UTILIZANDO MATLAB. K. Ogata. Prentice Hall, 1999 SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO. Benjamín C. Kuo. Prentice Hall. ISBN: 968-880-723-0 CONTROL DE SISTEMAS CONTINUOS, PROBLEMAS RESUELTOS. Barrientos, A. Editorial McGraw-Hill. 1996. " " |