guía de aprendizaje - upm · 2016-07-13 · previamente los resultados de aprendizaje ligados a...

Departamento de Sistemas Electrónicos y de control

Escuela Universitaria de Ingeniería

Técnica de Telecomunicación

Universidad Politécnica de Madrid

Sistemas de Control

Guía de aprendizaje

Sistemas de Control – Guía de aprendizaje Página 3

Contenido Datos básicos de la asignatura ...................................................................................................... 5

Profesorado ................................................................................................................................... 5

Descripción general ....................................................................................................................... 5

Requisitos .................................................................................................................................. 6

Competencias ............................................................................................................................ 6

Resultados de aprendizaje e indicadores ...................................................................................... 6

Contenidos .................................................................................................................................. 12

Unidades didácticas ................................................................................................................ 12

Distribución temporal ............................................................................................................. 13

Líneas metodológicas .................................................................................................................. 19

Recursos de enseñanza‐aprendizaje ........................................................................................... 20

Evaluación ................................................................................................................................... 21


Datos básicos de la asignatura

Nombre de la asignatura: Sistemas de Control

Titulación: 59EC ‐ Grado en Ingeniería Electrónica de Comunicaciones

Departamento: Sistemas Electrónicos y de Control

Materia: Ingeniería de Sistemas y Productos Electrónicos

Plan de estudios: 2009

Tipo de asignatura: Específica de titulación

Semestre: 5º

Código: 59EC ‐ 595000029

Créditos ECTS: 6

Profesorado

Profesor Despacho Correo electrónico

Agustín Rodríguez Herrero 4115 [email protected]

Manuel Vázquez Rodríguez 4107 [email protected]

Descripción general

Sistemas de Control es una asignatura de tercer curso situada en el quinto semestre,

específica para la titulación de Grado en Ingeniería Electrónica de Comunicaciones impartida

en esta Escuela. En ella el estudiante toma contacto con los sistemas electrónicos de control,

como aplicación práctica de la teoría de sistemas, ejemplificando en sistemas de control o

circuitos electrónicos realimentados existentes en las telecomunicaciones.


Requisitos

Para cursar con aprovechamiento la asignatura es necesario que el estudiante haya adquirido

previamente los resultados de aprendizaje ligados a las asignaturas de los cursos primero y

segundo tal y como se muestra en la tabla:

Curso Semestre Asignatura Resultados de

Aprendizaje

1 2 Electrónica I 3, 4, 6, 8

1 2 Análisis de circuitos II 4, 5, 6, 14

2 3 Señales y Sistemas Todos

2 4 Procesado Digital de la Señal 2, 3

2 4 Electrónica Analógica I 5, 7, 9

Competencias

En esta asignatura el estudiante desarrolla las siguientes competencias:

[CE_EC_3] Capacidad de realizar la especificación, implementación, documentación y

puesta a punto de equipos y sistemas, electrónicos, de instrumentación y de control,

considerando tanto los aspectos técnicos como las normativas reguladoras

correspondientes.

[CE_EC_4] Capacidad para aplicar la electrónica como tecnología de soporte en otros

campos y actividades, y no sólo en el ámbito de las Tecnologías de la Información y las

Comunicaciones.

[CE_EC_6] Capacidad para comprender y utilizar la teoría de la realimentación y los

sistemas electrónicos de control.

[C_GEN_4] Capacidad de abstracción, de análisis y de síntesis y de resolución de

problemas.

Resultados de aprendizaje e indicadores

Tras superar la asignatura, el estudiante debe ser capaz de:

[RA01] Manejar los diagramas de bloques/funciones de transferencia como medio de

representación gráfica/analítica de sistemas de control continuos y discretos.

[RA02] Obtener, mediante métodos analíticos y experimentales, modelos matemáticos

de los procesos físicos a controlar.


[RA03] Manejar la función de transferencia en el dominio de Laplace y en el dominio Z

como medio para modelar sistemas de control continuos y discretos, respectivamente.

[RA04] Calcular la precisión de un sistema de control realimentado a partir del

concepto de error en régimen permanente.

[RA05] Caracterizar cualitativa y cuantitativamente el comportamiento temporal de un

sistema de control a partir de su función de transferencia.

[RA06] Utilizar (trazar e interpretar) el lugar de raíces de un sistema de control

realimentado como medio de relacionar la ganancia de realimentación con su

comportamiento temporal.

[RA07] Calcular la función de transferencia del controlador que sería necesario aplicar

en un sistema de control para alcanzar unas determinadas especificaciones de

comportamiento temporal.

[RA08] Entender las propiedades fundamentales de las acciones de control PID,

incluyendo sus limitaciones prácticas.

[RA09] Ajustar los parámetros de un controlador PID para alcanzar unas determinadas

especificaciones de comportamiento temporal en un sistema de control.

[RA10] Utilizar sistemas electrónicos para la realización de sistemas de control.

[RA11] Utilizar herramientas CASE como apoyo al análisis y diseño de sistemas de

control.

Interrelación entre resultados de aprendizaje y competencias:

[CE_EC_3] [CE_EC_4] [CE_EC_6] [C_GEN_4]

RA01 RA02 RA03 RA04 RA05 RA06 RA07 RA08 RA09 RA10 RA11

A continuación se presentan los indicadores o criterios de evaluación por temas, asociados a

resultados de aprendizaje. En la columna de la derecha se marcan los indicadores mínimos,

considerados de obligada adquisición.


Resultados de

aprendizaje

RA‐ Tema

Orden

Sistemas de Control: Indicadores del Tema 1

Mínim

o

01 T1 1 Distinguir un sistema de control en lazo abierto de un sistema de control en lazo cerrado

X

01 T1 2 Enumerar las principales ventajas e inconvenientes relativos que caracterizan los sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado

X

01 T1 3 Manejar la nomenclatura adecuada en la descripción de la estructura de los sistemas de control

X

01 T1 4 Representar e interpretar el diagrama de bloques de un sistema de control X

01, 03 T1 5 Caracterizar el efecto de las perturbaciones sobre un sistemas de control

01, 02 T1 6 Describir el efecto de las alinealidades más habituales en sistemas de control

01, 11 T1 7 Capturar el diagrama de bloques de sistemas de control mediante Simulink X

01, 03, 11 T1 8 Definir las funciones de transferencia de los bloques del diagrama de un sistema de control en Simulink

X

01, 03, 11 T1 9 Simular la respuesta en el tiempo de sistemas de control mediante Simulink X

01, 03, 11 T1 10 Definir funciones de transferencia de sistemas en Matlab‐CST X

01, 03, 11 T1 11 Obtener y representar gráficamente con Matlab‐CST la respuesta de un sistema ante escalón o impulso

X

01, 03, 11 T1 12 Obtener y representar gráficamente los polos y ceros de una función de transferencia mediante Matlab‐CST

01, 03 T1 13 Obtener el orden de un sistema de control X

01, 02, 03 T1 14 Aplicar métodos sencillos de identificación de sistemas para la obtención de sus funciones de transferencia, con sus correspondientes unidades físicas

11 T1 15 Importar ficheros de datos en Matlab

11 T1 16 Obtener valores en puntos de interés de una representación gráfica en Matlab X

01, 03, 11 T1 17 Obtener el equivalente discreto de un sistema continuo con ZOH previo y muestreo posterior, mediante Matlab‐CST

X

01, 03 T1 18 Comprobar las relaciones matemáticas existentes entre un sistema continuo y su equivalente discreto

02, 03 T1 19 Conocer criterios de elección de un periodo de muestreo adecuado en un sistema de control muestreado en función de la dinámica de la planta

01, 03 T1 20 Calcular la función de transferencia de un sistema de control en lazo cerrado a partir de las funciones de transferencia de sus bloques constitutivos

X

01, 03, 11 T1 21 Calcular mediante Matlab‐CST la función de transferencia de la serie, el paralelo o la realimentación de dos sistemas

03, 10 T1 22 Obtener el circuito electrónico, basado en amplificadores operacionales, que permite implementar una determinada ecuación diferencial o función de transferencia

X

02 T1 23 Obtener el pseudo‐código que permite implementar una determinada ecuación en diferencias

X

02 T1 24 Obtener una ecuación en diferencias a partir del pseudo‐código que la implementa

X

01, 03 T1 25 Identificar la ecuación característica de un sistema de control X

03, 05 T1 26 Distinguir los conceptos de estabilidad absoluta y relativa de los sistemas de control

X

07 T1 27 Enumerar las fases principales implicadas en el proyecto de un sistema de control

01, 03, 07, 10 T1 28 Distinguir las principales implicaciones de la realización analógica o digital del controlador de un sistema de control

X


Resultados de

aprendizaje

RA‐ Tema

Orden


Mínim

o

03, 04 T2 1 Obtener la ganancia de orden i de un sistema de control, en lazo abierto o en

lazo cerrado a partir de su función de transferencia X

03, 04 T2 2 Identificar el orden de la ganancia significativa de un sistema de control

04 T2 3 Comprender la relación entre las ganancias, las constantes de error, error en

régimen permanente y entradas X

04, 11 T2 4 Obtener ganancias y constantes de error con Matlab‐CST

04 T2 5 Relacionar el Tipo de un sistema de control realimentado con los errores en

régimen permanente X

01, 03, 04, 05 T2 6

Determinar el valor en régimen permanente de las variables implicadas en un

sistema de control en lazo cerrado para entradas escalón y rampa mediante la

función de transferencia de la cadena abierta

X

01, 03, 04, 05 T2 7


sistema de control en lazo cerrado para entradas escalón y rampa mediante la

función de transferencia de la cadena cerrada

04, 05, 11 T2 8


sistema de control en lazo cerrado para entradas escalón y rampa mediante

Matlab‐CST y Simulink

X

04, 05 T2 9 Relacionar el Tipo de un sistema con el valor en régimen permanente de las

variables del lazo de control

03, 04 T2 10 Calcular el Tipo de un sistema de control con información relativa a la cadena

abierta X

01, 05 T2 11 Obtener la influencia que produce una perturbación sobre la precisión de un

sistema de control

05, 11 T2 12 Obtener la respuesta temporal de un sistema de control ante las entradas de

prueba impulso y escalón con los toolboxes de Matlab CST y SYMB X

05 T2 13 Distinguir el comportamiento temporal de un sistema de control

sobreamortiguado, críticamente amortiguado y subamortiguado X

05 T2 14 Comprender la dominancia de polos en sistemas de control sobreamortiguados X

05 T2 15 Obtener el tiempo de establecimiento en sistemas canónicos

sobreamortiguados a partir de los polos de su función de transferencia X

05 T2 16 Comprender la dominancia de polos en sistemas de control subamortiguados X

05 T2 17 Obtener el tiempo de establecimiento, de pico, periodo de oscilación y máximo sobreimpulso en sistemas canónicos subamortiguados a partir de los polos de su función de transferencia

X

05, 11 T2 18 Medir las características temporales de la respuesta de un sistema de control X

04, 05, 11 T2 19 Utilizar las líneas de guía y cuadrículas en Matlab para la medida de las características temporales de la respuesta un sistema

05 T2 20 Relacionar la parte real e imaginaria de las raíces de la ecuación característica con la respuesta temporal de los sistemas continuos

X

05 T2 21 Relacionar el módulo y fase de las raíces de la ecuación característica con la respuesta temporal de los sistemas discretos

X

01, 05 T2 22 Obtener la influencia que produce una perturbación en un sistema de control sobre la variable controlada


Resultados de

aprendizaje

RA‐ Tema

Orden


Mínim

o

05, 11 T3 1 Determinar la estabilidad absoluta de un sistema de control utilizando Matlab‐CST

X

05 T3 2 Distinguir mediante la estabilidad relativa el mejor comportamiento temporal de dos sistemas o de uno con ganancias diferentes

X

05, 06 T3 3 Distinguir las regiones de estabilidad de los dominios transformados

06 T3 4 Entender que el Lugar Directo de las Raíces (LDR) es una representación gráfica de los polos del sistema de control realimentado en función de un parámetro

X

06 T3 5 Analizar cuándo un punto del plano pertenece al LDR de un sistema realimentado

X

06 T3 6 Aplicar reglas sencillas de construcción al trazado rápido y aproximado del LDR de los sistemas de control

X

06,11 T3 7 Utilizar Matlab‐CST para la construcción del LDR, trazado de cuadrículas y de líneas guía

X

06, 11 T3 8 Utilizar Matlab‐CST para la localización de puntos del LDR, obtención de ganancias y raíces

X

06 T3 9 Aplicar la condición modular a un punto del LDR para la obtención de la ganancia correspondiente

X

06 T3 10 Calcular la ganancia a partir de la ecuación característica conocido un punto que pertenece al LDR

06 T3 11 Calcular un punto del LDR a partir de la ecuación característica conocida la correspondiente ganancia

06 T3 12 Aplicar la regla de Grant para el cálculo de raíces de la ecuación característica

03, 06 T3 13 Calcular la función de transferencia de la cadena abierta de un sistema de control mediante el uso de los puntos iniciales del LDR

04, 05, 06 T3 14 Interpretar el LDR para relacionar ganancias con aspectos temporales: tipos de respuesta, tiempos mínimos, retardos puros, no oscilación y régimen permanente

X

06 T3 15 Comprender cómo un cero finito influye en el LDR de un sistema canónico


Resultados de

aprendizaje

RA‐ Tema

Orden


Mínim

o

07 T4 1 Entender el concepto de diseño de un sistema de control y sus implicaciones X

03, 07 T4 2 Diseñar reguladores por cancelación polo‐cero de la planta en sistemas de control en lazo abierto

03, 07 T4 3 Identificar las condiciones de aplicabilidad del método de diseño directo de Truxal para un sistema discreto de control

X

03, 07 T4 4 Hallar el modelo de Truxal a partir de unas especificaciones de respuesta temporal que aseguren su aplicabilidad

X

03, 07 T4 5 Corregir el modelo de Truxal cuando sea necesario para asegurar la causalidad del controlador

03, 07 T4 6 Calcular la función de transferencia del controlador correspondiente a un determinado modelo de Truxal

X

03, 08 T4 7 Caracterizar las acciones de control P, I y D y sus combinaciones posibles mediante sus funciones de transferencia y parámetros de definición

X

08 T4 8 Describir cualitativamente los efectos de las acciones PID sobre la respuesta de los sistemas de control

X

03, 08 T4 9 Ordenar por complejidad las distintas combinaciones de acciones PID X

06, 08 T4 10 Analizar el efecto de un controlador de tipo PID sobre el lugar de raíces directo de un sistema de control

X

08, 09 T4 11 Deducir la combinación de acciones PID más adecuada para hacer cumplir en el sistema de control unas determinadas especificaciones de respuesta en el dominio temporal

X

08, 09 T4 12 Sintonizar un controlador de tipo PID mediante el lugar de raíces para hacer cumplir en el sistema de control unas determinadas especificaciones de respuesta en el dominio temporal

X

10 T4 13 Obtener el esquemático de un circuito analógico basado en amplificador operacional que implemente un determinado controlador de tipo PID

03, 11 T4 14 Obtener el equivalente discreto de un controlador PID continuo por el método bilineal, mediante Matlab‐CST

X

03, 05, 06 T4 15 Conocer el efecto de los ceros finitos del regulador en la consecución de los objetivos de diseño

05 T4 16 Determinar la respuesta de un controlador aisladamente, ante entradas sencillas de prueba


Contenidos

Unidades didácticas Tema 1. Fundamentos de los sistemas de control.

1. Señales, secuencias y sistemas.

2. Sistemas de control.

3. Modelado de un sistema.

4. Análisis y diseño de un sistema de control

Tema 2. Análisis temporal de los Sistemas de control.

1. Constantes de ganancia y de error.

2. Error en régimen permanente.

3. Respuesta de un sistema con polos reales dominantes.

4. Respuesta de un sistema con polos complejos conjugados dominantes.

Tema 3. Análisis de sistemas de control mediante el lugar de las raíces (LDR).

1. Concepto del LDR.

2. Construcción del LDR.

3. Interpretación del LDR.

Tema 4. Diseño de controladores

1. Método directo

2. Regulación PID

3. Diseño de un controlador


Distribución temporal A continuación se muestra la distribución temporal del temario y de las actividades de la

asignatura a lo largo del semestre. La programación se corresponde con un semestre de 15

semanas lectivas de 8 horas de trabajo cada una, ampliable a 17 semanas de acuerdo a la

estructura del segundo semestre en la Escuela. La columna “Indicadores” identifica aquellos

que se consideran tratados a través de cada una de las actividades asociadas.

Tema 1 Semana 1

Actividad Horas Lugar Metodo-

logía Evalua-

ción Indica- dores

Presentación de la asignatura Repaso SS.LL. con Matlab

2 Aula

grande Expositiva No -

Repaso transformadas Laplace y Z Notación unificada (transformada genérica)

2 Estudio

Individual Estudio dirigido

No -

Ejercicios repaso de transformadas Laplace y Z

1 Estudio

Individual Ejercicios dirigidos

No -

Concepto de control Diagramas de bloques, notación y

nomenclatura Control en lazo abierto y en lazo cerrado Perturbaciones en un sistema de control

2 Aula

grande Expositiva No 1 a 5

Repaso contenidos básicos sobre control 1 Estudio

Individual Estudio

libre No 1 a 5

Tema 1 Semana 2


logía Evalua-

ción Indica- dores

Lectura previa Práctica 1 Repaso fundamentos de Matlab

1 Estudio

Individual Práctica No 1, 3 a 9

Práctica 1: Simulación de sistemas con Simulink

2 Laboratorio Práctica Sumativa 1, 3 a 9

Modelo de sistemas, función de transferencia con Matlab Identificación y simulación de sistemas

1 Aula

grande Expositiva No

6, 10, 13, 14, 15, 16

Ejercicios sobre modelo de sistemas 1 Aula

grande Ejercicios No 6, 14

Ejercicios sobre modelo de sistemas 3 Estudio

Individual Ejercicios

libres No 6, 14

Tema 1 Semana 3


logía Evalua-

ción Indica- dores

Sistemas de control híbridos Equivalente discreto de un sistema

continuo 1,5

Aula grande

Expositiva No 4, 17, 18, 19,

20

Ejercicios sobre el equivalente discreto 0,5 Aula


Ejercicios sobre la obtención del equivalente discreto con Matlab

2 Estudio

Individual Práctica dirigida

No 17, 18,

20

Estudio previo de la Práctica 2 1 Estudio

en Pareja Práctica No

6, 10, 11, 14, 15, 16

Práctica 2: Identificación de una planta 2 Laboratorio Práctica Sumativa 6, 10, 11, 14, 15, 16

Conclusión Práctica 2 Memoria de resultados Práctica 2

1 Estudio

en Pareja Reflexión Sumativa

6, 10, 11, 14, 15, 16


Tema 1 Semana 4

Actividad Horas Lugar Metodo-logía

Evalua-ción

Indica- dores

Estudio Tema 1 1

Estudio Individual

Estudio libre

No 1 a 21

Estudio previo de la Práctica 3

1 Estudio


10, 11, 12, 16, 17, 20,

21 Práctica 3: Simulación de sistemas con

Matlab 2 Laboratorio Práctica Sumativa

10, 11, 12, 16, 17, 20,

21 Preparación de los ejercicios evaluables del

tema1 2

Estudio en grupo

Ejercicios libres

No 1 a 21

Introducción al análisis y diseño de sistemas de control

1 Aula

grande Expositiva No 22 a 28

Ejercicios Evaluables del Tema 1 1

Aula pequeña

Ejercicios Sumativa 1 a 21

Tema 2 Semana 5


logía Evalua-

ción Indica- dores

Definición: régimen permanente (RP), error en RP, ganancia significativa y Tipo de un sistema Definición de las constantes de error de los

sistemas de control y su relación con las ganancias

2 Aula

grande Expositiva No 1, 2, 3

Ejercicios sobre las constantes de ganancia y de error de sistemas definidos por su función de transferencia, continuos y discretos Ejercicios sobre el error en RP utilizando

como dato la función de transferencia de la cadena abierta

2 Aula

grande Ejercicios No

2, 3, 5, 10

Ejercicios sobre el error en RP, ganancias, constantes de error, Tipo y variables que intervienen en el sistema de control

2 Estudio


No 2, 5, 10

Realización de simulaciones de diferentes sistemas en lazo cerrado Matlab/Simulink para la obtención de los errores ante diferentes entradas, sistemas continuos y discretos

1 Estudio

Individual Práctica Dirigida

No 3, 4, 5

Preparación del cuestionario 1 1 Estudio

Individual Estudio

libre No

Todos los del Tema 1


Tema 2 Semana 6


logía Evalua-

ción Indica-dores

Cuestionario 1 (tema 1) 1 Estudio

individual Ejercicios Sumativa

Todos los del Tema 1

Definición del régimen transitorio Clasificación de la respuesta temporal en

sobreamortigada, críticamente amortiguada y subamortiguada Definición de polos dominantes en

sistemas sobreamortiguados Caracterización de la respuesta transitoria

de un sistema sobreamortiguado

2 Aula

grande Expositiva

No

12, 13, 14

Preparación de la Práctica 4 1 Estudio


4, 6, 7, 8, 9, 10,

11 Practica 4: Relación del error en régimen

permanente con el Tipo y las entradas al sistema de control

2 Laboratorio Práctica Sumativa 4, 6, 7, 8, 9, 10,

11

Conclusión de la Práctica 4 Memoria de resultados Práctica 4

1 Estudio


4, 6, 7, 8, 9, 10,

11 Obtención con Matlab y/o Simulink de la

respuesta temporal de sistemas sobreamortiguados ante las entradas de prueba

1 Estudio


No 12, 15, 18, 19

A Tema 2 Semana 7


logía Evalua-

ción Indica-dores

Ejercicios de simplificación de funciones de transferencia de sistemas sobreamortiguados Relación cualitativa polo-respuesta de un

sistema sobreamortiguado

2 Aula

grande

Ejercicios y

Expositiva No

14, 15, 20, 21

Definición de los sistemas críticamente amortiguados y subamortiguados Definición de polos dominantes en

sistemas subamortiguados

1 Aula

grande Expositiva

No

12, 13, 16

Ejercicios sobre caracterización de la respuesta temporal de los sistemas sobreamortiguados

2 Estudio


No 15

Preparación de los ejercicios evaluables del tema 2

2 Estudio en

grupo Ejercicios

libres No 1-11

Ejercicios evaluables del tema 2 1 Aula

pequeña Ejercicios Sumativa 1-11


Tema 2 Semana 8


logía Evalua-

ción Indica-dores

Ejercicios sobre la respuesta temporal de sistemas con amortiguamiento crítico y subamortiguados Ejercicios de simplificación de funciones de

transferencia de sistemas subamortiguados

1 Aula


Caracterización de la respuesta transitoria de un sistema subamortiguado Relación cualitativa polo-respuesta de un

sistema subamortiguado

1 Aula


17, 20, 21

Preparación Práctica 5 1 Estudio


12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22

Practica 5: Caracterización con Matlab y Simulink de la respuesta temporal ante diferentes entradas de los sistemas de control

2 Laboratorio Práctica Sumativa

12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22


1 Estudio


12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22

Realización de ejercicios de obtención de tiempos y amplitudes en la respuesta temporal de los sistemas subamortiguados

1 Estudio


No 17

Obtención con Matlab y/o Simulink de la respuesta temporal de sistemas subamortiguados ante las entradas de prueba

1 Estudio


No 12, 16, 17, 18


Tema 3 Semana 9


logía Evalua-

ción Indica-dores

Preparación del Cuestionario 2 1 Estudio

Individual Estudio Libre

No 12-23

Cuestionario 2 (tema 2) 1 Estudio

Individual Ejercicios Sumativa 12-23

Definición de las condiciones modular y angular que definen el concepto del lugar directo de las raíces (LDR) Construcción del LDR mediante un trazado

descriptivo Interpretación del lugar de las raíces para

el chequeo de la estabilidad de un sistema de control

2 Aula

grande

Expositiva No

1, 2, 3, 4, 5, 6

Ejercicios de aplicación de la condición modular y condición angular

1 Estudio


No 5, 9

Ejercicios de cálculo de la ganancia sabiendo que un punto pertenece al LDR Ejercicios para el cálculo de las raíces de la

ecuación característica conociendo la ganancia Ejercicios sobre el trazado descriptivo del

LDR

2 Aula


4, 6, 9, 10, 11,

12

Obtención del LDR con Matlab de un sistema de control

1 Estudio


No 7

Tema 3 Semana 10


logía Evalua-

ción Indica-dores

Obtención del LDR con Matlab de un sistema de control, influencia cuando se añade un polo y/o cero

2 Estudio


No 15

Descripción de la influencia sobre el lugar de las raíces cuando se añade un polo y/o cero en deferentes posiciones Ejercicios de construcción e interpretación

del LDR

2 Aula

grande

Expositiva y

ejercicios No 15

Preparación Práctica 6 1 Estudio


1, 7, 8, 13, 14

Practica 6: Análisis de un sistema de control mediante el lugar de las raíces

2 Laboratorio Práctica Sumativa 1, 7, 8, 13, 14


1 Estudio


1, 7, 8, 13, 14

Tema 4 Semana 11


logía Evalua-

ción Indica- dores

Preparación de los ejercicios evaluables del tema 4

2 Estudio en

grupo Ejercicios

Libres No

Todos los del tema 4

Ejercicios evaluables de los temas 2 y 3 1 Aula

pequeña Ejercicios Sumativa

Todos los del tema 4

Introducción al diseño directo de controladores

1 Aula

grande Expositiva No 1,2

Diseño directo de controladores discretos: condiciones de aplicabilidad y obtención del modelo

1 Aula


3 a 6, 15

Ejercicios de aplicación de diseño directo de controladores

1 Aula

grande Ejercicios No 1 a 6

Ejercicios de aplicación de diseño directo de controladores

2 Estudio

individual Ejercicios dirigidos

No 1 a 6


Tema 4 Semana 12


logía Evalua-

ción Indica- dores

Definición de las acciones de control PID 2 Aula


7 a 10, 13, 14,

16

Repaso contenidos sobre PID 1 Estudio

individual Estudio Libre

No 7 a 10, 13, 14,

16

Ejercicios sobre PID 1 Estudio

individual Ejercicios dirigidos

No 7 a 10, 13, 14,

16 Lectura y preparación previas del proyecto

final de asignatura 2

Estudio en Pareja

Práctica No Todos

Proyecto final de asignatura. Primera sesión presencial

2 Laboratorio Práctica Sumativa Todos

Tema 4 Semana 13


logía Evalua-

ción Indica- dores

Sintonización de PIDs mediante el lugar de raíces

2 Aula


10, 11, 12, 15

Desarrollo del proyecto final de asignatura 2 Laboratorio Práctica No Todos Proyecto final de curso. Segunda sesión

presencial 2 Laboratorio Práctica Sumativa Todos

Compleción del proyecto final de asignaturay preparación de su evaluación

1 Laboratorio Práctica No Todos

Elaboración de la memoria del proyecto final de asignatura

1 Estudio

en Pareja Reflexión Sumativa Todos

Tema 4 Semana 14


logía Evalua-

ción Indica- dores

Realización individual de ejercicios de diseño de PIDs

1 Estudio

individual Ejerciciosdirigidos

No 10 a 15

Preparación previa puzle Tema 5 1 Estudio grupo

Ejercicios libres

No Todos los del tema 5

Puzle Tema 4 2 Aula

pequeña Trabajo en grupo

Sumativa Todos los del tema 5

Proyecto final de asignatura. Tercera sesión presencial. Examen

1 Laboratorio Práctica Sumativa Todos

Preparación del examen global 3 Estudio

individual Estudio

libre No Todos


Líneas metodológicas

Durante las 15 semanas del periodo lectivo en el que se imparte esta asignatura (ampliables a

17 en función del calendario de cada curso), el estudiante tendrá cuatro horas de trabajo

presencial y otras 4 de trabajo no presencial. Las actividades tendrán lugar en diferentes sitios

en función de la presencialidad y contenidos, así se definen los siguientes lugares de

realización de las actividades:

- Presencial:

- Aula grande: aula grande para el gran grupo.

- Aula pequeña: mitad del gran grupo para la realización del ejercicios.

- Laboratorio: aula acondicionada con el equipamiento adecuado con un cupo

máximo de 14 alumnos.

- No presencial:

- De estudio individual: trabajo personal del alumno realizado en cualquier sitio

- De estudio en pareja: dos alumnos para la realización de las prácticas

- De estudio en grupo: entre 4 y 5 alumnos, reuniones en cualquier sitio

La metodología utilizada depende de las actividades que se han de desarrollar y está

condicionada por la presencialidad de las mismas:

- Presencial:

- Expositiva: clase magistral

- Ejercicios: resolución de ejercicios

- Práctica: resolución de supuestos prácticos en un laboratorio

- Aprendizaje basado en Proyecto en el laboratorio: desarrollo de un supuesto

práctico en el que el alumno debe tomar sus propias decisiones

- Trabajo en grupo: para la realización del puzle.

- No presencial:

- Ejercicios libres: enunciados de ejercicios en los que el alumno debe aportar toda

la destreza y conocimientos adquiridos para su resolución

- Ejercicios dirigidos: enunciados con resultado final y breves indicaciones para su

resolución a modo de pistas

- Estudio libre: estudio por cuenta del alumno

- Estudio dirigido: repaso a la teoría bajo unas instrucciones.

- Práctica dirigida: realización de un supuesto práctico sin la intervención del

profesor y bajo unas instrucciones

- Reflexión: conclusiones y reflexiones del alumno sobre lo aprendido en las

prácticas

- Trabajo en grupo: para la realización de los ejercicios evaluables y puzle

En consecuencia las dos metodologías principales en el aula serán la de Expositivo

haciendo referencia a la forma tradicional de impartir una clase magistral y la de


Ejercicios en la que se resolverán ejercicios y problemas relacionados con cada uno de

los temas. En este último caso se fomentará la participación de alumno de forma

individual o en grupo, defendiendo y discutiendo la solución o posibles soluciones de

los ejercicios o problemas.

El trabajo no presencial del alumno lo realizará de forma individual o en grupo (pareja

o grupo de 4 ó 5 alumnos). En el primer caso su trabajo se orientará básicamente al

estudio de los contenidos de la asignatura y a la realización de algunos ejercicios

propuestos por el profesor. El trabajo en pequeños grupos estará presente a lo largo

del curso con el fin de resolver problemas o realizar algún otro trabajo propuestos por

el profesor. La organización del trabajo en los grupos se realizará con criterios de

“Trabajo Cooperativo”, extendiéndose en algunas circunstancias a la propia aula. En

algunos casos, los problemas o trabajos así preparados serán motivo de su exposición y

defensa pública. El trabajo en pareja se centra fundamentalmente en la resolución de

los supuestos prácticos del laboratorio.

Recursos de enseñanzaaprendizaje Bibliografía principal:

S.Gomáriz, D.Biel, J.Matas y M.Reyes. Teoría de Control. Diseño Electrónico. Edicions

UPC, 1998.

Bibliografía de apoyo:

B. C. Kuo. Automatic Control System (7ª edición). Prentice Hall. 1995.

K. Ogata. Modern Control Engineering (4ª edición). Prentice Hall. 2002

K. Ogata. Discrete‐Time Control Systems (2ª edición). Prentice‐Hall, 1995.

Several Authors. The Control Handbook. IEEE Press & CRC Press. EEUU. 1996.

Recursos disponibles en la plataforma de la asignatura (accesible a través de Politécnica

Virtual):

Ejercicios.

Guiones de las prácticas de laboratorio.

Enlaces a recursos externos de interés.

Equipamiento disponible en el laboratorio:

Fuente de alimentación.

Polímetro.

Ordenador.

Tarjetas de adquisición de datos

Plantas reales

Matlab y Simulink

Otro software de apoyo


Evaluación De acuerdo con la Normativa Reguladora de los Sistemas de Evaluación de la Universidad

Politécnica de Madrid, aprobada el 22 de Julio de 2010, el alumno podrá elegir entre dos

sistemas de evaluación, excluyentes y definitivos durante el curso:

Sistema de evaluación continua: es el sistema por defecto cuyo detalle se muestra más

adelante.

Sistema de sólo prueba final: los alumnos que elijan este itinerario deberán presentar,

antes de la tercera semana de clases, una solicitud por escrito al coordinador de la

asignatura indicando la elección de este itinerario. En este itinerario no se realizará

ninguna prueba de evaluación continua, únicamente se realizarán unas pruebas finales

que reflejarán una complejidad y extensión similares a las del conjunto de pruebas

realizadas en el sistema de evaluación continua.

Se recuerda, que según la normativa: Una vez elegido el itinerario de evaluación continua, no

es posible el cambio de itinerario por parte del alumno excepto por causa sobrevenida y de

fuerza mayor.

ITINERARIO DE EVALUACIÓN CONTINUA

La nota de la asignatura se obtiene a partir de actividades distribuidas a lo largo del curso:

Cuestionarios: realización individual de test en la plataforma Moodle.

Ejercicios evaluables: con la preparación previa no presencial y en grupo de ejercicios,

se realizará un examen en el aula que consistirá en la resolución de un ejercicio de

similares características, recogiéndose sólo un examen por grupo elegido al azar. La

calificación es común para todos los miembros del grupo.

Prácticas de laboratorio: evaluación de la actuación en el aula y de la capacidad de

reflexión de la pareja.

Proyecto final de curso: evaluación de la actuación y reflexión así como de la capacidad

de la pareja para resolver un supuesto práctico de diseño de un sistema de control,

que abarca las fases de documentación, comprensión, análisis y síntesis del problema.

Aunque el proyecto se desarrolla por parejas, su defensa y evaluación será individual.

Puzle: actividad de aprendizaje cooperativo dentro del pequeño grupo en el que la

evaluación se definirá por la exposición de un ejercicio por parte de un alumno,

elegidos ambos al azar. La calificación es común para todos los miembros del grupo.

Examen global: resolución individual en el aula de cuestiones y ejercicios de todos los

temas.

En cada una de las actividades de evaluación sumativa se evaluarán tanto los conceptos como

la capacidad de aplicarlos, dando especial importancia a la evaluación de los indicadores

mínimos definidos para cada tema. Para aprobar la asignatura es necesario obtener una nota


global mayor o igual a 5 puntos, siendo necesario superar un umbral mínimo en el examen

global y en el proyecto final de asignatura del 33% en cada uno de ellos. A continuación se

muestra la contribución de cada elemento de evaluación a la nota global:

Actividad Puntuación total

Cuestionarios 1

Ejercicios 2

Prácticas y proyecto fin de asignatura 3

Puzle 1

Examen Global 3

Total Asignatura 10

La distribución de la nota de cada prueba de evaluación continua se muestra en la siguiente

tabla:

EVALUACIÓN CONTINUA 1 2 3 4 5 6 Proyecto Total

Cuestionarios 0.5 0.5 ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ 1

Ejercicios 0.6 0.6 0.8 ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐ 2

Laboratorio 0.2 0.3 0.2 0.4 0.4 0.5 1 3

Puzle 1

Examen Global 3

Total Asignatura 10

Para un alumno que no curse la asignatura por primera vez deberá de repetir todas las

actividades de evaluación, a excepción de las de laboratorio. Las calificaciones de esas

actividades serán las obtenidas cuando las cursó. No obstante, el alumno puede optar por

repetir estas actividades de nuevo con la intención de mejorar su calificación.


ITINERARIO DE SÓLO PRUEBA FINAL

Está compuesto por cuatro pruebas básicas:

Examen de teoría: similar al examen global de la evaluación continua.

Examen de laboratorio: recoge todas las actividades prácticas evaluables en un

examen a realizar en el laboratorio.

Examen del Proyecto Final de Curso: resolución del mismo problema que los alumnos

de evaluación continua.

Examen oral: exposición al tribunal de evaluación de la asignatura de la resolución de

un ejercicio o supuesto práctico.

PRUEBA FINAL Total

Examen de teoría 4

Examen de laboratorio 2

Examen del Proyecto Fin de Curso 1

Examen oral 3

Total Asignatura 10

guía de aprendizaje - upm · 2016-07-13 · previamente los resultados de aprendizaje ligados a...

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