101321 - CONTROL DIGITAL DE SISTEMES

Tipus d'assignatura: Obligatòria

Coordinador: Joan Triadó Aymerich

Trimestre: Segon trimestre

Crèdits: 6

• Català

Malgrat que la llengua de comunicació de l'assignatura és el català, no es descarta l'ús d'altres llengües que el Tecnocampus, per normativa, accepta: l'anglès i el castellà. L'estudiant pot fer-ne ús  sense cap restricció.

Aquesta assignatura tracta de l’estudi analític dels models de sistemes físics en forma de funcions de transferència i de l'aplicació de control en llaç tancat a aquests sistemes amb la finalitat de d'acomplir especificacions temporals o freqüencials, segons criteris pre-establerts. Tot això es farà mitjançant el disseny i la incorporació de controladors digitals.

És recomanable haver cursat l'assignatura de Control industrial. 

L'aula en què s'imparteix l'assignatura (de forma física o virtual) és un espai segur, lliure d'actituds masclistes, racistes, homòfobes, trànsfobes i discriminatòries, ja sigui a l'alumnat o al professorat. Confiem que entre totes i tots puguem crear un espai segur on puguem equivocar-nos i aprendre sense haver de patir prejudicis dels altres. 

1-Introducció a l' Anàlisi i Modelització de sistemes analògics (variable contínua). Models matemàtics. Simulació.

1.1 Modelització de sistemes elèctrics, mecànics i hidràulics .

1.2 Transformada de Laplace.

1.3 Funcions de Transferència de sistemes de variable contínua.

1.4 Diagrames de blocs. Graf de flux de senyal. Graf de transició d'estat.

1.5 Sistemes en llaç tancat. Elements funcionals del llaç.

1.6 Linealització de sistemes no lineals.

1.7 Eines d'anàlisis i simulació de sistemes dinàmics. Utilització de l'entorn Matlab-Simulink.

2-Sistemes lineals en temps discret. Models matemàtics de sistemes discrets.

2.1 Sistemes amb mostrador. Mostrador ideal. Teorema del Mostreig.

2.2 Sistemes amb temps discret i amb amplitud discreta. Reconstrucció de senyals. Retenidor d'ordre zero.

2.3 Equacions en diferències. Transformada Z. Propietats. Funcions de transferència d'impulsos.

2.4 Blocs amb mostradors en sèrie.

2.5 Obtenció de funcions de transferència d'impulsos per a sistemes en llaç tancat.

3-Resposta temporal de sistemes en temps discret. Eines CACSD - Computer-Aided Control Systems Design (disseny de sistemes de control assistit per computador) .

3.1 Resposta temporal per a sistemes discrets. Eines CACSD.

3.2 Transformació del pla s al pla z.

3.3 Especificacions temporals per a sistemes en temps discret, correspondència entre sistemes continus i discrets, ubicació dels pols en els dos plans per a sistemes de segon ordre. Cas de sistemes d'ordre superior.

3.4 Error estàtic per a sistemes discrets en llaç tancat. Coeficients d'error estàtic.

4-Estudi de l'estabilitat de sistemes en temps discret. Lloc geomètric de les arrels (LGA). Mètodes freqüencials .Eines CACSD.

4.1 Anàlisi de l'estabilitat en el pla z.

4.2 Transformació bilineal. Pla w.

4.3  Anàlisi utilitzant el Lloc Geomètric dels Arrels (LGA),

4.4 Mètodes freqüencials. Especificacions en el domini de la freqüència. Criteri de Nyquist. Treball amb i sense Transformació bilineal. Marge de Fase i Marge de Guany.

4.5 Disseny amb l'L.G.A. Utilització d'eines CACSD. Sistemes amb retard pur, modelització pel cas discret. Estabilitat.

5-Disseny de controladors digitals

5.1 Disseny de controladors d'avenç i de retard per a sistemes continus i per a sistemes discrets utilitzant el pla w, amb especificacions freqüencials. Càlculs, segons especificacions en règim permanent , d'estabilitat i de rapidesa. Pel cas d'avenç, de retard i PID; procediments de disseny. Per els controladors digitals, equivalència entre les equacions en diferències i les funcions de transferència en z.

5.2 Dissenys de controladors digitals tipus PID. Equacions en diferències i funcions de transferència en z de PID' s segons diferents estructures. Sintonia empírica i sintonia analítica , especificacions de tipus freqüencial, per l'estabilitat.

5.3 Controladors analítics. Controladors per assignació de pols. Quan es poden realitzar aquests controladors. Controladors de Temps Mínim.

5.4 Implementació física de controladors digitals mitjançant sistemes d'adquisició de dades treballant en temps real. Control Digital Directe.

Condicions de l’Avaluació:

Nota Final = 0.7 Nota Exàmens + 0.25 Nota Pràctiques + 0.05 Nota Exercicis. Aquest càlcul ha de superar o igualar el 5 per a poder superar l'assignatura. 

Nota Exàmens = Max( 0.4 Primer Examen + 0.6 Segon Examen, Segon Examen)

Per a aplicar la fórmula de la nota final,

a) la Nota Exàmens ha de superar el 4. En cas de no superar-la, la Nota Final es calcularà segons: Nota Final= Nota Exàmens

b)  la Nota de pràctiques ha de superar el 4. En cas de no superar-la, la Nota de Pràctiques passa a ser la del total de l'assignatura.

Hi haurà un examen de laboratori que valdrà el 30% de la Nota de pràctiques.

Examen de recuperació: 70% de la nota final en substitució del Primer i Segon Examen. També es podran recuperar les pràctiques (Examen i informes)

Phillips,Charles L.;Nagle. Sistemas de Control Digital. Análisis y diseño. Barcelona: Gustavo Gili, 1993. ISBN 9788425213359.

Franklin, Gene F.;Powell, J. David. DIGITAL CONTROL OF DYNAMIC SYSTEMS. 3a. Ellis-Kagle Press, 1998. ISBN ISBN13: 978-0-9791226-1-3.

Barambones, Oscar. Sistemas digitales de control. Universidad del Pais Vasco, 2004. ISBN 8483736411.

Dorf, Richard C; Bishop, Robert H.. Sistemas de Control Moderno. 10a. Pearson-Prentice-Hall, 2005. ISBN 8420544019.

Astrom, Karl Johan; Wittenmark, Björn. Sistemas controlados por computador. Prentice Hall, 1988.

Ogata, Katsuhiko. Ingenieria de Control Moderna. 5a. Pearson-Prentice Hall, 2010. ISBN 9788483226605