Sistemas Avanzados de Control (Mecatrónica)

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= Objetivos =
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[[Categoría:Portales de Asignaturas]]
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Como objetivo principal se plantea el que los alumnos sean capaces de llevar a cabo todas las [[Fases en el desarrollo de un proyecto de control]]. Los contenidos, por tanto, se enfocan a capacitar al alumno en esta tarea.
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= Temario =
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== Páginas más importantes ==
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* [[Objetivos (SAC) | Objetivos]]
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* [[Temario (SAC)|Temario]]
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* [[Historial de controles y ejercicios (SAC)|Historial de controles y ejercicios]]
  
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== Tema 0. Diseño de sistemas basados en la Respuesta en Frecuencia ==
 
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; Contenidos
 
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* [[Respuesta en frecuencia]]
 
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* [[Técnicas de trazado del diagrama de Bode]]
 
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* Características de la respuesta en frecuencia
 
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* Análisis de la estabilidad en lazo cerrado: Criterio de estabilidad de Nyquist
 
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** Principio del argumento
 
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** Aplicación a la determinación de la estabilidad
 
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** Márgenes de estabilidad
 
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* Respuesta en Frecuencia en bucle cerrado
 
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* Compensación de adelanto de fase
 
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* Compensación de atraso de fase
 
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* Compensación de adelanto-atraso de fase
 
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* Consideraciones de diseño
 
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* Especificaciones en términos de las funciones de sensibilidad
 
  
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;Bibliografía:
 
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* Franklin, [http://esminfo.prenhall.com/engineering/franklin/closerlook/pdf/FranklinCh06ff.pdf (Franklin et al., 2006, capítulo 6)]
 
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== Tema 1. Análisis de sistemas realimentados==
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== Bibliografía y enlaces ==
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;Contenidos:
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* Funciones de sensibilidad.
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* Atenuación de perturbaciones.
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* Sensibilidad ante variaciones de los parámetros del proceso.
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* Estabilidad relativa: revisión de márgenes de estabilidad.
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* Estabilidad robusta. Teorema de estabilidad robusta.
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* Integral de Bode. Efecto cama de agua y consecuencias.
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;Bibliografía del tema:
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* [http://isa.uniovi.es/~idiaz/TemasDocentes/Sensibilidad.pdf (Díaz 2004, Tema de funciones de sensibilidad)]
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* (Franklin et al., 2006) sec. 6.9 ''Specifications in Terms of the Sensitivity Function''
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* (Aström, 2003) cap. 5 ''Feedback Fundamentals''
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* (Goodwin et al, 2001) cap. 5, ''Analysis of SISO Control Loops''
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== Tema 2.  Limitaciones fundamentales de los sistemas de control ==
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;Contenidos:
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* Sensores: efectos de la precisión y la dinámica en el sistema de control.
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* Actuadores: efectos de la saturación (windup), slew-rate, zonas muertas, dinámicas lentas, ciclos límite.
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* Impacto de las deficiencias del modelo en el lazo de control.
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* Limitaciones estructurales: retardos, polos y ceros de fase no mínima
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;Bibliografía del tema:
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* (Franklin et al., 2006) cap. 10, ''Control System Design: Principles and Case Studies''
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== Tema 3.  Diseño en espacio de estados==
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;Contenidos:
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* Ventajas del análisis y diseño en EE.
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* Descripción de sistemas en EE.
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* Análisis en EE. Formas canónicas. Controlabilidad y observabilidad.
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* Ley de control con realimentación completa de estado.
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* Selección de polos para un buen diseño: Regulador lineal cuadrático LQR.
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* Diseño de estimadores de estado.
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* Diseño de compensadores: Ley de control y estimador combinados.
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* Control integral. Principio del modelo interno.
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; Bibliografía del tema:
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* (Franklin et al., 2006) cap. 7 ''State Space Design''
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== Tema 4.  Control Digital ==
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; Contenidos
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* Arquitectura de un sistema de control digital.
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* Obtención de sistemas discretos equivalentes. Equivalente discreto de una función de transferencia (Tustin). Equivalente discreto en EE.
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* Características del hardware. Impacto de la cuantificación y el retardo del bloqueador en el lazo de control. Selección del periodo de muestreo y diseño del filtro antialiasing.
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;Bibliografía del tema:
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* (Franklin et al., 2006) cap 8. ''Digital Control''
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== Tema 5.  Aspectos prácticos en el diseño de sistemas de control==
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;Contenidos:
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* Metodología general de diseño de sistemas de control.
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* Sinergia entre técnicas: LR + Sensibilidad + Control Óptimo.
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* Estructuras alternativas de control.
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* Codiseño de planta y control.
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* Ajuste fino mediante simulación.
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;Bibliografía del tema:
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* (Franklin et al., 2006) cap. 10, ''Control System Design: Principles and Case Studies''
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* (Goodwin et al., 2001) cap. 8, ''Fundamental Limitations in SISO Control''
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== Bibliografía ==
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* Aström, K. J. ''Control System Design. Lecture notes for ME 155A'', Department of Mechanical and Environmental Engineering. University of California Santa Barbara., 2003
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;Libros de texto y consulta:
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* Aström, K. J. ''Control System Design. Lecture notes for ME 155A'', Department of Mechanical and Environmental Engineering. University of California Santa Barbara., 2003.
 
* Goodwin, G. C., Graebe, S. F., and Salgado, M. E. ''Control System Design'', Prentice Hall, 2001
 
* Goodwin, G. C., Graebe, S. F., and Salgado, M. E. ''Control System Design'', Prentice Hall, 2001
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* Franklin, G. F., Powell, J. D., and Emami-Naeini, A. ''Feedback Control of Dynamic Systems'', Pearson Prentice Hall, 2006. ISBN: 0-13-149930-0
 
* Franklin, G. F., Powell, J. D., and Emami-Naeini, A. ''Feedback Control of Dynamic Systems'', Pearson Prentice Hall, 2006. ISBN: 0-13-149930-0
  
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= Prácticas =
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;Enlaces y otros recursos
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* [http://www.mech.northwestern.edu/courses/433/ Proyectos de mecatrónica en la Northwestern University (Evanston, IL, EEUU)]. Proyectos mecatrónicos realizados en esa universidad, con fotos e información muy detallada. Algunos de los proyectos son muy originales, incluyendo desde un exoesqueleto, hasta una radio FM háptica.
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* [[Puente grúa 3D]]
 
* [[Implementación en Matlab de sistemas de control de vuelo on-line para FlightGear]]
 
* [[Implementación en Matlab de sistemas de control de vuelo on-line para FlightGear]]
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* [[Construcción de un pequeño Segway]]
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= Proyectos mecatrónicos =
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* [[Control en EE de un péndulo]]
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* [[Puente grúa 3D]]
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=Enlaces=
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* [http://www.mech.northwestern.edu/courses/433/ Proyectos de mecatrónica en la Northwestern University (Evanston, IL, EEUU)]. Proyectos mecatrónicos realizados en esa universidad, con fotos e información muy detallada. Algunos de los proyectos son muy originales, incluyendo desde un exoesqueleto, hasta una radio FM háptica.
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Última revisión de 23:46 31 jul 2009


[editar] Páginas más importantes


[editar] Bibliografía y enlaces

Libros de texto y consulta
  • Aström, K. J. Control System Design. Lecture notes for ME 155A, Department of Mechanical and Environmental Engineering. University of California Santa Barbara., 2003.
  • Goodwin, G. C., Graebe, S. F., and Salgado, M. E. Control System Design, Prentice Hall, 2001
  • Franklin, G. F., Powell, J. D., and Emami-Naeini, A. Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson Prentice Hall, 2006. ISBN: 0-13-149930-0
Enlaces y otros recursos
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