Regulación Automática

Titulación
Ingeniería Electrónica
Cod.TipoCursoCuatr.Cr. teor.Cr. prac.Curso acad.
13085Obligatoria51er Cuat.3 1.5 2010-2011
Coordinador
José Miguel Espí Huerta

Objetivos

Introducir al alumno en la teoría de control moderna basada en la descripción matricial de sistemas multivariable.


Programa Teoría
Tema 1: Análisis y Diseño Clásico de Sistemas de Control
1.1 Sistemas LTI SISO continuos y discretos
1.2 Sistemas de control híbridos continuo-discretos. Sistema discreto equivalente
1.3 Análisis estático de sistemas realimentados
1.4 Análisis dinámico de sistemas realimentados continuos y discretos. Criterios de estabilidad absoluta y relativa
1.5 Diseño clásico de compensadores analógicos y digitales
1.5.1 Diseño analógico basado en respuesta en frecuencia
1.5.2 Diseño digital basado en respuesta en frecuencia
1.5.3 Diseños analógico y digital basados en el lugar de las raíces

Tema 2: Descripción de Sistemas Lineales Mediante Ecuaciones de Estado
2.1 Definición de ecuación de estado
2.2 Obtención de ecuaciones de estado. Formas canónicas controlable y observable. Diagramas de simulación
2.3 Solución de la ecuación de estado continua. Matriz de transición continua
2.4 Matrices de transferencia en S
2.5 Solución de la ecuación de estado discreta. Matriz de transición discreta
2.6 Matrices de transferencia en Z
2.7 Cálculo de la matriz de transición continua. Método de Cayley-Hamilton
2.8 Discretización de sistemas continuos

Tema 3: Controlabilidad y Observabilidad
3.1 Definición de controlabilidad
3.2 Interpretación modal
3.3 Criterio general de controlabilidad
3.4 Definición de observabilidad
3.5 Interpretación modal
3.6 Criterio general de observabilidad
3.7 Controlabilidad, observabilidad y cancelación de autovalores

Tema 4: Diseño de Controladores en el Espacio de Estados
4.1 Realimentación de estado
4.2 Asignación de polos en realimentación de estado
4.2.1 Identificación de coeficientes
4.2.2 Método general de asignación de polos
4.3 Diseño de sistemas reguladores
4.3.1 Caso 1: Control proporcional
4.3.2 Caso 2: Control integral

Tema 5: Diseño de Observadores
5.1 Introducción
5.2 Observadores completos continuos
5.3 Observadores completos discretos
5.4 Observadores reducidos continuos
5.5 Observadores reducidos discretos
5.6 Principio de separación

Tema 6: Diseño de Sistemas de Control Óptimo (LQR)
6.1 Introducción. Función de coste
6.2 Control LQR continuo
6.2.1 Condición de Hamilton-Jacobi-Bellman
6.2.2 Ley de control óptima
6.2.3 Ecuaciones para el diseño LQR
6.2.4 Características del control LQR
6.3 Control LQR discreto
6.3.1 Condición de mínimo de H-J-B
6.3.2 Ley de control óptima
6.3.3 Ecuaciones de diseño. Ecuación de Riccati discreta
6.3.4 Matrices de coste discretas equivalentes
6.4 El problema LQG
6.4.1 Diseño del observador óptimo de Kalman
6.4.2 Método de recuperación de la ganancia de lazo (Loop Transfer Recovery)

Programa Prácticas
1 Diseño Clásico de Compensadores
2 Representación de Sistemas Mediante Ecuaciones de Estado y Matrices de Transferencia
3 Diseño de Sistemas de Control Homogéneos en el Espacio de Estados
4 Diseño de Sistemas Reguladores en el Espacio de Estados
5 Diseño de Observadores
6 Control Digital de un Péndulo Invertido

Bibliografía
-Modern Control Theory, W. L. Brogan, Third Edition, Prentice Hall. ISBN 0-13-589763-7.
-Sistemas de Control en Tiempo Discreto, Katsuhiko Ogata. Prentice Hall Hispanoamericana, México 1996. ISBN/ISSN: 968-880-539-4.
-Control System Design Using Matlab, Baram Sanian, Michael Hassul. ISBN 0-13-014557-2.

Evaluación

Se realizará un examen de teoría (con cuestiones y problemas) y otro de laboratorio (en ordenador) el día fijado por el Centro para la correspondiente convocatoria oficial. La calificación de la asignatura se obtendrá como media ponderada de las calificaciones de teoría y de laboratorio, teniendo cada parte un peso en la nota que será proporcional su número de créditos. Será necesaria una nota mínima de 4 en ambas partes para hacer media. Se le concede al alumno la opción de mantener su nota de laboratorio hasta el final del siguiente curso académico.


Web

http://www.uv.es/~jespi/RA/RA.html