Sistemas Avanzados de Control (Mecatrónica)

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[[Categoría:Portales de Asignaturas]]
 
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= Objetivos =
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== Páginas más importantes ==
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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* [[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]]
  
= Temario =
 
  
== Tema 0. Diseño de sistemas basados en la Respuesta en Frecuencia ==
 
; Contenidos
 
* [[Respuesta en frecuencia]]
 
* [[Técnicas de trazado del diagrama de Bode]]
 
* [[Características de la respuesta en frecuencia]]
 
* Análisis de la estabilidad en lazo cerrado: Criterio de estabilidad de Nyquist
 
** Principio del argumento
 
** Aplicación a la determinación de la estabilidad
 
** Márgenes de estabilidad
 
* Respuesta en Frecuencia en bucle cerrado
 
* Compensación de adelanto de fase
 
* Compensación de atraso de fase
 
* Compensación de adelanto-atraso de fase
 
* Consideraciones de diseño
 
* Especificaciones en términos de las funciones de sensibilidad
 
  
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== Bibliografía y enlaces ==
;Bibliografía:
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* [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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;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.
+
* Estabilidad relativa: revisión de márgenes de estabilidad.
+
* Estabilidad robusta. Teorema de estabilidad robusta.
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* Integral de Bode. Efecto cama de agua y consecuencias.
+
 
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;Bibliografía:
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La básica es:
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* (Franklin et al., 2006) Capítulo 4 ''Basic Properties of Feedback''. Puede descargarse en pdf de Prentice Hall: [http://esminfo.prenhall.com/engineering/franklin/closerlook/pdf/FranklinCh04ff.pdf Capítulo 4 de (Franklin et al., 2006)].
+
Si quieres saber más puedes consultar también las siguientes referencias:
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* En las [http://isa.uniovi.es/~idiaz/SA/Teoria/04-05/SA.Tema4.pdf Diapositivas de funciones de sensibilidad] utilizadas en otros años puedes encontrar material mucho más completo de lo que se ha visto en clase. En [http://isa.uniovi.es/~idiaz/TemasDocentes/Sensibilidad.pdf (Díaz 2004, Tema de funciones de sensibilidad)] tienes el texto del tema completo texto que da soporte a las diapositivas.
+
* (Franklin et al., 2006) sec. 6.9 ''Specifications in Terms of the Sensitivity Function''. El capítulo completo puede descargarse en pdf de la propia Prentice Hall: [http://esminfo.prenhall.com/engineering/franklin/closerlook/pdf/FranklinCh06ff.pdf Capítulo 6 de (Franklin et al., 2006)].
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* [http://www.cds.caltech.edu/~murray/courses/cds101/fa02/caltech/astrom-ch5.pdf (Aström, 2003) cap. 5 ''Feedback Fundamentals'']. En este tema de las notas de un curso de control del Caltech impartido por Astrom se hace una exposición muy buena de los conceptos fundamentales de la realimentación.
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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.
+
* Ley de control con realimentación completa de estado.
+
* Selección de polos para un buen diseño: Regulador lineal cuadrático LQR.
+
* Diseño de estimadores de estado.
+
* Diseño de compensadores: Ley de control y estimador combinados.
+
* 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.
+
* 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.
+
* Estructuras alternativas de control.
+
* Codiseño de planta y control.
+
* Ajuste fino mediante simulación.
+
 
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<small>
+
;Bibliografía del tema:
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* (Franklin et al., 2006) cap. 10, ''Control System Design: Principles and Case Studies''
+
* (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
 
 
* 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
  
 
+
;Enlaces y otros recursos
== Recursos ==
+
* [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.
* [[Historial de controles y ejercicios (SAC)]]
+
* [[Puente grúa 3D]]
 
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= Prácticas =
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* [[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]]
 
+
* [[Construcción de un pequeño Segway]]
= Proyectos mecatrónicos =
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* [[Control en EE de un péndulo]]
* [[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 00:46 1 ago 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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