1. Introducción a la Ingeniería de sistemas y control realimentado. Aplicaciones científicas y de ingeniería 2. Modelado de sistemas continuos basado en primeros principios 2.1 Conceptos básicos 2.2 Modelos básicos de sistemas físicos mecánicos, eléctricos, térmicos e hidráulicos 2.3 Concepto de estado. Representación interna 3. Obtención de la respuesta temporal de sistemas dinámicos continuos. Simulación. Linealización 3.1 Simulación e integración numérica 3.2 Características cualitativas esenciales de la respuesta temporal 3.3 Sistemas lineales y principio de superposición 3.4 Linealización aproximada 3.5 Práctica 1. Introducción al Matlab. Simulación del amortiguador de un vehículo 4. Identificación experimental de los parámetros de un modelo 4.1 Introducción 4.2 Empleo de algoritmos de optimización 4.3 Aplicación de la simulación en la identificación 4.4 Etapas de la identificación 4.5 Práctica 2. Identificación experimental del modelo de un sistema térmico 5. Obtención analítica de la respuesta temporal de sistemas continuos lineales 5.1 Introducción 5.2 Uso de la transformada de Laplace 5.3 Representaciones entrada-salida. Funciones de transferencia 5.4 Representación interna/externa 5.5 Sistemas complejos 6. Análisis del comportamiento de sistemas dinámicos lineales 6.1 Introducción 6.2 Análisis de la dinámica de un sistema a través de su función de transferencia 6.3 Caracterización del comportamiento dinámico. Sistemas de primer orden 6.4 Caracterización del comportamiento dinámico. Sistemas de segundo orden 6.5 Sistemas de orden superior. Reducción de modelos 6.6 Identificación experimental de funciones de transferencia 6.7 Práctica 3. Identificación y análisis de comportamiento de un motor de corriente continua 7. Introducción a la realimentación y el control realimentado. 7.1 Objetivos 7.2 Bucles realimentados. Realimentación positiva y negativa. Esquemas básicos 7.3 Efectos del control realimentado. Análisis mediante funciones de transferencia 7.4 Estrategias básicas de control. Control todo-nada 7.5 Estrategias básicas de control continuo. Control PID 7.6 Ajuste basado en modelo de controladores PID. Asignación de polos en bucle cerrado 7.7 Práctica 4. Control de velocidad de un motor de corriente continua

En ingeniería, el uso de modelos para la evaluación de hipótesis mediante simulaciones por computador, para análisis cualitativo del comportamiento del sistema bajo estudio, y para el diseño basado en modelo de estrategias de control realimentado, constituye uno de los pilares metodológicos bajo muchas aplicaciones tecnológicas. Ejemplos variados pueden ser los sistemas de climatización para control de temperatura y humedad: la gestión de frenado de vehículos con antibloqueo: la estabilización de vehículos mediante amortiguación activa: el control de flujos y concentraciones en refinerías: la estabilización de dispositivos de transporte con autobalanceo (p.e. Segway): el control de posición, velocidad fuerza en brazos robóticos: el control de tensión de salida en convertidores DCDC mediante conmutación de alta frecuencia: los autopilotos en aviación, etc. La asignatura Sistemas Automáticos aborda los aspectos de modelado y análisis de sistemas dinámicos, y el diseño de estrategias básicas de control realimentado. En primer lugar introduce los principios básicos de modelado de sistemas dinámicos, tanto basado en primeros principios como basado en datos experimentales, mediante balances dinámicos expresados como sistemas de ecuaciones diferenciales. A continuación, se muestra cómo usar los modelos en simulación por computador, y cómo usar datos experimentales para el ajuste de modelos parametrizados. Como primera asignatura del grado en el ámbito de ingeniería de sistemas y automática, las herramientas de análisis de comportamiento y las de diseño de control realimentado se centran en los sistemas dinámicos lineales. Por ello, se muestra primero la diferencia entre sistemas dinámicos no lineales y lineales, y cómo obtener modelos lineales que aproximan uno no lineal. Esto permite introducir la Transformada de Laplace como herramienta matemática que posibilita el análisis cualitativo del comportamiento temporal de sistemas dinámicos lineales a partir de las características de las ecuaciones diferenciales del modelo. Finalmente, se introduce el concepto de control realimentado, los tipos de estrategias básicas de control, y se utilizan los formalismos de análisis estudiados para su diseño y ajuste. Las asignatura aborda estas cuestiones desde un punto de vista teorico-práctico, mediante la aplicación de los conceptos estudiados sobre casos de estudio prácticos.

El objetivo general de esta asignatura es proporcionar al alumno una visión unificada del comportamiento y control de sistemas de cualquier soporte tecnológico, y de las herramientas requeridas. Desde el punto de vista de los contenidos, la asignatura se articula en tres bloques temáticos: modelado, análisis, y control realimentado básico: - El bloque de modelado tiene dos partes: modelado basado en primeros principios (modelos en variables de estado), y modelado de caja negra (funciones de transferencia en variable compleja de Laplace). Como aplicación de los modelos se introducirán la simulación numérica (usando Matlab) y el ajuste experimental de parámetros. - El bloque de análisis se centrará en el estudio de la respuesta temporal de sistemas dinámicos mediante el uso de funciones de transferencia. - Finalmente, el bloque de introducción al control realimentado introducirá los conceptos básicos de realimentación, acciones básicas de control, reguladores tipo PID y su ajuste. Los objetivos básicos concretos en la asignatura se articulan sobre los aspectos conceptuales, metodológicos y tecnológicos: Objetivos conceptuales: - Comprender los conceptos de señal y de sistema. - Saber clasificar las señales presentes en un sistema - Entender la diferencia entre sistema con comportamiento dinámico frente a sistema estático - Saber clasificar los sistemas dinámicos. - Entender el concepto de modelo matemático de un sistema dinámico. - Entender el concepto de estado de un sistema. - Entender la formulación de modelos en representación interna y entrada/salida - Entender el concepto de función de transferencia de un sistema. - Entender los conceptos de respuesta transitoria y de régimen permanente. - Conocer las propiedades de los sistemas de primer orden y segundo orden: estabilidad, respuesta ante impulso y escalón, tiempo de establecimiento, sobreoscilacion, etc. - Entender los conceptos de realimentación, control realimentado y la relacción entre realimentación y dinámica Objetivos metodológicos: - Saber formular el modelo de un sistema continuo en variables de estado mediante ecuaciones diferenciales obtenidas por aplicación de balances y primeros principios. - Saber calcular los puntos de equilibrio de un sistema. - Saber obtener el modelo linealizado de un sistema no lineal alrededor de un punto de equilibrio. - Saber obtener la funciones de transferencia asociadas a un sistema mediante uso de transformada de Laplace - Saber obtener la respuesta temporal de un sistema dinámico lineal mediante uso de transformada de Laplace - Saber analizar el comportamiento de un sistema dinamico lineal a partir de los polos, ceros y ganancia estática de la función de transferencia - Saber identificar la función de transferencia de un sistema dinámico a partir de la respuesta temporal experimental - Saber reducir el orden de sistemas de orden elevado. - Saber plantear las especificaciones temporales de desempeño de un bucle realimentado en el plano complejo de Laplace - Saber plantear el problema de diseño de un control realimentado por asignación de polos como un problema algebráico de satisfacción de restricciones - Saber diseñar estrategias de control realimentado básico de tipo PID Objetivos tecnológicos: - Saber modelar procesos tecnológicos básicos: mecánicos, eléctricos, hidráulicos y térmicos. - Saber simular de forma práctica la respuesta de un sistema dinámico - Saber plantear y resolver de forma práctica el problema de identificación de un sistema dinámico - Saber plantear y resolver problemas básicos de control realimentado

El alumno realizará una prueba escrita de respuesta abierta para cada parcial, con un valor del 40% para cada prueba. A lo largo del curso, se realizarán 4 exámenes tipo test con un valor total del 10% de la nota. La evaluación de las sesiones de prácticas (4 en total) contabilizará un 10% de la nota final. No habrá pruebas de recuperación de las pruebas tipo test ni de las prácticas de laboratorio. La calificación final se obtendrá como promedio (ponderado según el peso de las partes) de las calificaciones obtenidas en todos los actos de evaluación, siempre que en ambas pruebas escritas de respuesta abierta (o, en su caso, en el acto de recuperación de las mismas) se haya obtenido una puntuación igual o superior a un 3. En caso contrario, la calificación final será saturada a un valor máximo de 4.5. Se habilitará una prueba de recuperación de los actos de prueba escrita de respuesta abierta. La recuperación será obligatoria para los actos de prueba escrita de respuesta abierta en los que no se haya obtenido una nota superior a 3. La evaluación para alumnos con dispensa será equivalente a la anterior. Si el estudiantado considera oportuno presentarse al examen final para intentar mejorar nota, la calificación obtenida en dicha prueba reemplazará a la correspondiente de la evaluación ordinaria (tanto si es superior como inferior). Debido a las necesidades de organización del examen (tamaño del aula, profesores que asisten al examen, fotocopias, etc.), el estudiantado que desee presentarse, deberá avisar utilizando el canal oficial que así defina el profesor con al menos 4 días hábiles de antelación.