Regulació Automàtica

Titulació
Enginyeria Electrònica
Cod.TipusCursQuadr.Cr. teor.Cr. prac.Curs acad.
13085Obligatòria51er Cuad.3 1.5 2010-2011
Coordinador
José Miguel Espí Huerta

Objectius

Introduir a l’alumne a la teoria de control moderna basada en la descripció matricial de sistemes multivariable.


Programa Teoria
Tema 1: Anàlisi i Disseny Clàssic de Sistemes de Control
1.1 Sistemes LTI SISO continus i discrets
1.2 Sistemes de control híbrids continu-discrets. Sistema discret equivalent
1.3 Anàlisi estàtic de sistemes realimentats
1.4 Anàlisi dinàmic de sistemes realimentats continus i discrets. Criteris d’estabilitat absoluta i relativa
1.5 Disseny clàssic de compensadors analògics i digitals
1.5.1 Disseny analògic basat en resposta en freqüència
1.5.2 Disseny digital basat en resposta en freqüència
1.5.3 Dissenys analògic i digital basats en el lloc de les arrels

Tema 2: Descripció de Sistemes Lineals Mitjançant Equacions d’Estat
2.1 Definició d’equació d’estat
2.2 Obtenció d’equacions d’estat. Formes canòniques controlable i observable. Diagrames de simulació
2.3 Solució de la equació d’estat contínua. Matriu de transició contínua
2.4 Matrius de transferència en S
2.5 Solució de la equació d’estat discreta. Matriu de transició discreta
2.6 Matrius de transferència en Z
2.7 Càlcul de la matriu de transició contínua. Mètode de Cayley-Hamilton
2.8 Discretització de sistemes continus

Tema 3: Controlabilitat i Observabilitat
3.1 Definició de controlabilitat
3.2 Interpretació modal
3.3 Criteri general de controlabilitat
3.4 Definició de observabilitat
3.5 Interpretació modal
3.6 Criteri general de observabilitat
3.7 Controlabilitat, observabilitat i cancel·lació d’autovalors

Tema 4: Disseny de Controladors a l’Espai d’Estats
4.1 Realimentació d’estat
4.2 Assignació de pols en realimentació d’estat
4.2.1 Identificació de coeficients
4.2.2 Mètode general d’assignació de pols
4.3 Disseny de sistemes reguladors
4.3.1 Cas 1: Control proporcional
4.3.2 Cas 2: Control integral

Tema 5: Disseny de Observadors
5.1 Introducció
5.2 Observadors complets continus
5.3 Observadors complets discrets
5.4 Observadors reduïts continus
5.5 Observadors reduïts discrets
5.6 Principi de separació

Tema 6: Disseny de Sistemes de Control Òptim (LQR)
6.1 Introducció. Funció de cost
6.2 Control LQR continu
6.2.1 Condició de Hamilton-Jacobi-Bellman
6.2.2 Llei de control òptima
6.2.3 Equacions per al disseny LQR
6.2.4 Característiques del control LQR
6.3 Control LQR discret
6.3.1 Condició de mínim de H-J-B
6.3.2 Llei de control òptima
6.3.3 Equacions de disseny. Equació de Riccati discreta
6.3.4 Matrius de cost discretes equivalents
6.4 El problema LQG
6.4.1 Disseny del observador òptim de Kalman
6.4.2 Mètode de recuperació del guany de llaç (Loop Transfer Recovery)

Programa Pràctiques
1 Disseny Clàssic de Compensadors
2 Representació de Sistemes Mitjançant Equacions d’Estat i Matrius de Transferència
3 Disseny de Sistemes de Control Homogenis a l’Espai d’Estats
4 Disseny de Sistemes Reguladors a l’Espai d’Estats
5 Disseny de Observadors
6 Control Digital d’un Pèndul Invertit

Bibliografia
-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.

Avaluació

Es realitzarà un examen de teoria (amb qüestions i problemes) i un altre de laboratori (en ordinador) el dia fixat pel centre per a la corresponent convocatòria oficial. La qualificació de l’assignatura s’obtindrà com a mitjana ponderada de les qualificacions de teoria i de laboratori, tenint cada part un pes a la nota que serà proporcional al seu nombre de crèdits. Serà necessària una nota mínima de 4 en ambdues parts per poder fer mitjana. Se li concedeix a l’alumne la opció de mantenir la nota de laboratori fins al final del següent curs acadèmic.


Web

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