Sistemes Electrònics de Control

Titulació
Enginyeria Tècnica de Telecomunicació (Especialitat en Sistemes Electrònics)
Cod.TipusCursQuadr.Cr. teor.Cr. prac.Curs acad.
13124Troncal3Anual6 3 2010-2011
Coordinador
José Miguel Espí Huerta

Objectius

Introduir a l’alumne a la teoria clàssica de control de sistemes continus i discrets:
- Representació matemàtica de sistemes realimentats.
- Anàlisi estàtic (errors) i dinàmic (velocitat/estabilitat).
- Disseny de la compensació contínua i discreta.


Programa Teoria
Tema 1: Introducció al Control Automàtic
1.1 Introducció i exemples
1.2 Algunes dades històriques

Tema 2: Dinàmica de Sistemes LTI
2.1 Introducció
2.2 Classificació dels sistemes
2.3 Descripció de sistemes LTI continus i discrets (repàs)
2.4 Teoremes del valor inicial i final
2.5 Anàlisi dinàmic dels sistemes de 1er i 2on ordre
2.5.1 Sistemes de 1er ordre
2.5.2 Sistemes de 2on ordre
2.5.3 Sistemes de 1er i 2on ordre amb zero addicional
2.6 Criteri d’estabilitat absoluta
2.6.1 Criteri de Routh - Hurwitz
2.7 Sistema reduït equivalent
2.8 Representació mitjançant equacions d’estat
2.8.1 Estabilitat a l’espai d’estats
2.9 Exemples i exercicis

Tema 3: Representació i Càlcul dels Sistemes Realimentats
3.1 Definicions: funcions de transferència característiques d’un sistema realimentat
3.2 Avantatges dels sistemes realimentats. Sensibilitat
3.3 Diagrames de blocs. Simplificació
3.4 Diagrames de fluxe. Simplificació
3.5 Solució analítica dels diagrames. Regla de Mason
3.6 Exemples i exercicis

Tema 4: Anàlisi Estàtic dels Sistemes Realimentats
4.1 Error estàtic
4.1.1 Errors de posició, velocitat i acceleració
4.1.2 Error i tipus d’un sistema
4.2 Error d’eixida
4.3 Exemples i exercicis

Tema 5: Anàlisi Dinàmic dels Sistemes Realimentats
5.1 Estabilitat absoluta mitjançant Routh - Hurwitz
5.2 Criteri d’estabilitat relativa de Nyquist
5.2.1 Marges de fase i de guany
5.2.2 Condicions suficients per a l’estabilitat
5.2.3 Marge de fase i resposta transitòria
5.3 El lloc de les arrels
5.3.1 Condició del mòdul i condició de l’argument
5.3.2 Regles de construcció
5.4 Exemples i exercicis

Tema 6: Disseny dels Sistemes Realimentats. Compensació Analògica
6.1 Introducció
6.2 Tipus de compensadors analògics
6.3 Disseny basat amb la resposta en freqüència
6.3.1 Especificacions de disseny
6.3.2 Disseny assimptòtic
6.3.3 Disseny amb xarxes de retràs – avanç
6.3.4 Residu i resposta transitòria
6.4 Disseny basat en el lloc de les arrels
6.4.1 Compensació de retràs - avanç en el lloc de les arrels
6.4.2 Cancel·lació de zeros dominants amb pre-filtres
6.5 Exemples i exercicis

Tema 7: Control Digital
7.1 Introducció
7.2 Estructura dels sistemes de control digital
7.2.1 Model de la conversió A/D
7.2.2 Model de la conversió D/A
7.3 Discretització de sistemes continus
7.4 Sistema de control discret equivalent. Cas general
7.5 Anàlisi estàtic dels sistemes de control discrets
7.5.1 Teoremes del valor inicial i final
7.5.2 Errors de posició, velocitat i acceleració.
7.5.3 Tipus d’un sistema de control digital
7.5.4 Error d’eixida
7.6 Anàlisi dinàmic dels sistemes de control discrets
7.6.1 Correspondència entre els plànols S i Z
7.6.2 Anàlisi de l’estabilitat absoluta
7.6.2.1 Mètode directe
7.6.2.2 Transformació bilineal i criteri de Routh
7.6.2.3 Criteri d’estabilitat de Jury
7.6.3 Anàlisi de l’estabilitat relativa. Marges de fase i guany
7.7 Disseny de compensadors digitals
7.7.1 Compensació en el domini de la freqüència
7.7.2 Compensació en el lloc de les arrels
7.8 Exemples i exercicis

Programa Pràctiques
1. Sistema de control de temperatura
2. Control de velocitat d’un motor DC
3. Estudi del llaç de enganxament de fase, PLL
4. Estudi de sistemes mitjançant l’ús del programa Matlab
5. Estabilitat en el domini de la freqüència
6. Anàlisi dinàmic en el lloc de les arrels
7. Compensació analògica I
8. Compensació analògica II
9. Introducció al control digital
10. Control digital d’un motor DC

Bibliografia
Richard C. Dorf "Sistemas modernos de control", Addison-Wesley Iberoamericana 1987.
Richard C. Dorf "Modern control systems", Eighth Edition, Addison-Wesley 1998.
Katsuhiko Ogata "Ingeniería de control moderna", 2ª Ed., Prentice Hall 1993.
Katsuhiko Ogata "Sistemas de control en tiempo discreto", 2ª Ed., Prentice Hall Hispanoamericana 1996.
UNED "Automática I" Tomo I.

Avaluació

Es realitzaran dos exàmens, un de teoria i un altre de laboratori, estos dos el dia de la convocatòria oficial. La qualificació de l'assignatura serà la mitjana ponderada de les qualificacions de teoria i de laboratori, tenint cada part un pes en la nota que serà proporcional al seu nombre de crèdits. Serà necessari un mínim de 4 en ambdós parts per a obtindre dita mitjana ponderada. Les qualificacions de laboratori superiors a 5 poden mantindre's fins al fi del següent curs acadèmic.

 

Web

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