Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2004-05

3105EL0018 CONTROL PER COMPUTADORA


Objectius  

Donat que l’estudiant ja ha cursat una assignatura on s’ha estudiat el control de sistemes continus, Regulació Automàtica, en aquesta es planteja la problemàtica associada a la discretització i el control digital. Per això s’utilitzarà com a eina matemàtica la transformada z i com eina software de nou MATLAB. Els objectius que es plantegen estan orientats a un anàlisi dels sistemes de control mostrejats i a una implementació en ordinador de les accions de control bàsiques vistes en l’estudi de sistemes temps continu: P, PI, PD y PID. Els objectius d’aquesta matèria es poden resumir en:

 

n       Donar els conceptes i les eines necessàries per al tractament i l'estudi de sistemes mostrejats i utilització d'aquestes eines per al disseny i el desenvolupament de controladors discrets.

n       Conèixer i saber implementar les estructures de control clàssiques, com ara el PID en un computador.

n       Fer notar a l’estudiant que amb la paraula ordinador ens estem referint a qualsevol dispositiu electrònic que pugui allotjar una equació en diferències com ara un DSP, PLD, microprocesadors, FPGA, instrumentació intel·ligent, autòmats programables i per suposat, el propi PC.

n       Mostrar les possibilitats que presenten les eines de disseny i anàlisi assistides per ordinador (CACSD, Computer-Aided Control System Design), utilitzant-les per a la resolució de problemes de sistemes de control discret.

 
 
Prerrequisits  

Obligatoris: No n'hi ha

Recomanats: Es suposen ben assolits els continguts de Regulació Automàtica.
 
Contingut (Programa)  

Continguts teòrics

 

Els continguts teòrics de l'assignatura se centren en l'estudi dels sistemes de control en temps discret. Després de comprovar les particularitats i els diferents blocs que intervenen en l’estudi d’aquests sistemes de control s’estudia la transformada z com l’eina matemàtica que facilitarà el disseny i anàlisi dels sistemes de control en temps discret. S'introdueix la funció de transferència discreta, a partir de la qual s'estudia l'estabilitat i la resposta temporal dels sistemes discrets. Es veu la necessitat i la utilitat de transformar la representació (funció de transferència) dels sistemes continus en mostrejada (funció de transferència discreta) i se n'estudien els diferents mètodes i possibilitats. S’estudien diferents mètodes d’aproximació de funcions continues en representacions discretes com a camí per la obtenció de reguladors discrets y finalment s’estudia una metodologia de disseny en l’espai z, pròpia dels sistemes mostrejats o digitals que és la síntesi directa, els temes seran els següents:

 

Tema 1. Introducció. Sistemes de control en temps discret

 

Tema 2. Mostreig i reconstrucció de senyals

 

Tema 3. Sistemes Discrets: Transformada z

 

Tema 4. Funció de transferència discreta

 

Tema 5. Resposta temporal i estabilitat de sistemes discrets

 

Tema 6. Discretització de reguladors continus. Exemples

 

Tema 7. Implementació pràctica de controladors.

 

Tema 8. Síntesi directa de controladors.

 

Continguts pràctics

 

Per a la realització dels treballs pràctics es necessari que l'alumne tingui uns coneixements bàsics del llenguatge de programació C. Els treballs que es portaran a terme al llarg del curs seran els següents: 

 

1.- Introducció a l’entorn de treball LabWindows/CVI. Llenguatge C

 

    Execució de projectes

    Edició de codi

    Eines d'ajuda a la edició i execució

    Exemples

 

2. Construcció d’una aplicació en LabWindows/CVI

 

    Construcció d'una Interfície Gràfica d'Usuari

    Utilització de Llibreries i Panells de funcions

    Utilització de funcions d'anàlisi

    Desenvolupament d'un projecte/exemple

 

3.-Events temporitzats, adquisició i generació de senyals en  LabWindows/CVI

 

    Utilització d’events temporitzats

    Utilització de funcions d'adquisició de dades

    Experimentació amb la tarja d'adquisició de dades

    Desenvolupament d'un projecte/exemple

 

4.- Identificació

    Construcció d’un entorn d’identificació d’una planta en Lab/Windows

    Escriptura de les dades en un fitxer columna per fer la identificació des de Matlab

    Obtenció del model de la planta

 

5.- Utilització de Matlab/Simulink en l’anàlisi i control de sistemes en temps discret

    Funcions MATLAB per sistemes discrets

    Blocs SIMULINK per sistemes discrets

    Exemples

    Adquisició i control amb el RT Target.

 

6.- Implementació de PID discrets

    Implementació de l'algorisme

    Panell de configuració i monitorització

    Sintonia

    Experimentació en un procés real

 

 
 
Bibliografia  

Bàsica:

 

[Phillips]        Ch. L. Phillips, H.T. Nagle Sistemas de control Digital. Analisis y diseño. Editorial Gustavo Gili. Barcelona

[Ogata]        K. Ogata, Sistemas de control en tiempo discreto, Editorial Prentice Hall. Segunda edición

[Franklin]      G.F. Franklin, J.D. Powell, M.L. Workman, Digital control of dynamic systems, Addison Wesley. Third edition.

 

Altres :

[Leigh]         J.R. Leigh, Applied Digital Control theory design & implementation, Prentice Hall

[Kuo]           B.J. Kuo, Sistemas de Control Automático, Prentice Hall
 
Mètodes docents  

Classes teòriques: en l'aula amb un únic grup, al llarg d'aquestes classes el professor explicarà els continguts teòrics de l'assignatura.

Classes de problemes: en l'aula amb un únic grup, es resoldran problemes relacionats amb els diferents apartats teòrics vistos a classe.

Classes de pràctiques: en el laboratori en grups de màxim 20 estudiants on l'estudiant podrà consolidar els coneixements vistos en les classes teòriques aprofundint diferents continguts de la matèria.
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

L'avaluació de l'assignatura es farà a partir de dues notes: pràctiques i teoria. La nota de pràctiques, de 0 a 10 punts, tindrà un pes sobre la global del 50 % i la nota de teoria, de 0 a 10 punts, tindrà un pes del 50 % per tant el càlcul de la nota final es fa de la següent manera:

 

Nota final = 0.5´Nota de pràctiques + 0.5´Nota de teoria

 

La teoria s'avaluarà en un únic examen en les dates previstes. L'avaluació es farà de la mateixa manera tant per la primera convocatòria com per a la segona. 

 

Avaluació dels coneixements teòrics: L'avaluació es farà amb una prova escrita, aquesta prova consisteix en dos apartats un de tipus test on les qüestions són de caire teòric i un altre on es demana que l'estudiant resolgui una sèrie de problemes.

 

Avaluació de les pràctiques: 

 

L'avaluació serà de forma continuada al llarg de les diferents sessions, el professor de pràctiques establirà el tipus de prova més convenient per cada pràctica, igualment en l'exàmen final hi haurà quüestions relacionades amb l'apartat de pràctiques.

 

Important

·       Com es dedueix del càlcul anterior, les pràctiques aporten un 50% sobre la nota final, per aprovar l’assignatura és condició indispensable aprovar les pràctiques (nota pràctiques ³ 5), si no es superen, no es pot aprovar l’assignatura (tampoc es farà cap tipus de mitjana).

 

·       Igualment per fer mitja la nota de teoria haurà d'esser ³ 5.

 

·       En cap cas es guardarà la nota de pràctiques per al curs següent. Els repetidors hauran de fer igualment totes les pràctiques previstes i examinar-se de la part pràctica.

 
 
Informació addicional  
 
Llengua de les classes  
Català