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guia automatica
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U.P.M.-C.A.R. P. Campoy Electrónica y Regulación Automática
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Electronica y Regulación Automática
Parte Automática: Control en el Espacio de Estado
y control multivariable por
Pascual Campoy Universidad Politécnica Madrid
www.vision4uav.com www.disam.upm.es/campoy
U.P.M.-C.A.R. P. Campoy Electrónica y Regulación Automática
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Electrónica y Automática
División de la asignatura: – Parte Electrónica – Parte Automática
Unificación de la nota: – Para aprobar: nota(E)≥4 y nota(A)≥4 y media≥5 – Si aprobado: Nota=(nota(E)+nota(A))/2 – Las partes aprobadas se guardan durante dos
cursos académicos consecutivos
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
U.P.M.-C.A.R. U.P.M.-DISAM P. Campoy
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Objetivos
– Aprobar la asignatura – Aprender conceptos nuevos en control de
sistemas – Coger experiencia en la resolución práctica
de problemas de control – Coger experiencia en la utilización de
Simulink y Matlab – Coger experiencia en la utlización de
herramientas de e-learning – Mejorar las competenicas de trabajo en
grupo y exposición en público
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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Evaluación …
• Continua: Puntos – Tres Exámenes ___ 6,5 – Tres trabajos en grupo ___ 2,5 – Ejercicios de clase (corrección aleatoria) ___ 1 – Participación en clase (subjetivo por el prof.) ___ 1
• Única (hay que comunicarlo explícitamente antes del 16 Noviembre): – Trabajos (obligatorios) _________________ 1,5 – Examen (escrito y oral) _________________ 8,5
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... evaluación … • Exámenes
– Contenido: • 25% son ejercicios de clase • 25% son apartados del trabajo colaborativo (la nota
de este apartado hace media con la media de los otros integrantes del grupo)
• 25% conceptos teóricos • 25% ejercicio práctico
– Ponderación relativa de cada examen: 30% el primero, 33% el segundo y 36% el último
– Opción de repetición de un solo examen anterior (la nota será el 80%)
– La media tres partes debe ser superior a 3,5
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... evaluación
• Trabajos: – Composición:
Grupos estables de tres personas. Se notificará cualquier alteración
– Objetivos: 1. Que todos los componentes del grupo sepan resolver el
problema planteado (0,8 puntos comunes mediante preguntas en los exámenes con nota compartida)
2. Redactar el documento y preparar la exposición de una forma clara y completa (2,5 puntos comunes)
3. Minimizar el esfuerzo realizado
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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¿por qué un nuevo enfoque para control?
• Ejemplo péndulo invertido
u x
modelo en función de transferencia
Lugar de las raíces • No es posible el control con un PID
• Muy difícil y no sistemático su control con técnicas clásicas
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¿por qué un nuevo enfoque para control?
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Modelo lineal del estado del sistema θ u
x x’
θ’
• Análisis del modelo • Modelado del estado del sistema
-+v
K
• Control por realimentación del estaddo
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¿por qué un nuevo enfoque para control?
θ x’
θ’
K
x
observador
• Control por realimentación del estado observado
u x
-+v
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Temario
1. Modelo de estado 2. Evolución del estado
parte 1
3. Controlabilidad 4. Control por realimentación del estado
parte 2
5. Observabilidad 6. Observadores y realimentación 7. Control Multivariable
parte 3
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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Planificación horaria …
4,5 créditos UPM x 0,8 = 3,6 ECTS = 3,6 ECTS x 25 (30) horas/ECTS = 90 (108) horas
- Aula cooperativa nº 21 __ 36 horas para clases y ejerccios - Aula informática (A y F5-F6) __ 6 horas para 3 exámenes - Fuera del aula __ 48 (66) horas 48 (66) horas/8sem. = 6 (8,25) horas/sem.
- TOTAL __ 90 (108) horas
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… planificación horaria … Tema Contenido Día Aula
0 Guia de la asignatura 31-O 21 1 Modelo de estado 2-N, 7-N, 8-N 21 2 Evolución del Estado 14-N, 15-N 21 3 Controlabilidad 16-N, 21-N 21
1-2 Exposición trabajo 1 22-N 21 1-2 Exmen parte 1 23-N A
4 Control por realimentación del estado 28-N, 29-N 21
5 Observabilidad 1 (¿cambio de fecha?) 30-N 21
3-4 Exposición trabajo 2 5-D 21 3-4 Exmen parte 2 7-D F5-F6 5 Observabilidad 2 12-D 21
6 Observadores del estado y realimentación 13-D, 14-D 21
7 Control Multivariable 19-D, 20-D 21 5-6 Exposición trabajo 3 21_D 21 Navidades
5-6-7 Examen parte 3 12-E F5-F6
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… planificación horaria
Noviembre
L M X
31 Intro
2 Modelado
7 Modelado
8 Modelado
14 Evolución
15 Evolución
16 Controla.
21 Controla.
22 Trabajo 1
23 Examen 1
Diciembre
L M X
28 Realiment.
29 Realiment.
30 Observ.(?)
5 Trabajo 1
7 Examen 2
12 Observ.
13 Obs+Reali.
14 Obs+Reali.
19 Multiva.
20 Multiva.
21 Trabajo 3
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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U.P.M.-C.A.R.
Methodología …
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Roger Schank interviewed by Eduardo Punset
Practico:
http://scaleup.ncsu.edu/
Colaborativo: SCALE-UP
classroom at MIT
Classroom at QUT
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… metodología • En el aula cooperativa nº 21:
– Para cada tema: • Exposición por el profesor • Trabajo en grupo sobre el computador • Resolución de dudas
• Fuera del aula: – Trabajo individual (antes/después del tema) – Tres trabajos colaborativos
• En el aula informática (A y F5-F6): – Tres exámenes individuales
– Para cada trabajo: exposición y resolución de dudas
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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Material docente …
Utilización de Moodel • Si estás matriculado:
– moodle.upm.es/titulaciones/oficiales/ – Usuario: el correo @alumnos.upm.es y su clave
• Si todavía no estás todavía matriculado: – http://moodle.upm.es/titulaciones/oficiales/
course/view.php?id=2144 – entrar como invitado, correo @alumnos.upm.es
y clave “control”
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… maerial docente …
• En Moodle encontraras: – Esta presentación que sirve como normativa:
“0_Guia_Parte_Automatica.pdf”, – Diapositivas de la clase de cada tema
• sirven como temario detallado • incluyen los enunciados de los ejercicios de clase
– Enunciados de los tres trabajos colaborativos – Ficheros de sistemas para ejercicios y trabajos:
“lib_sistemas_fisicosR13”, “figuras.zip” y “plantilla_ejercicios.doc” – Foros de comunicación para dudas
(técnico y logístico)
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… material docente
Libros: – “Control en el espacio de estado (2ª edición) ”
S. Dominguez, P.Campoy, J.M.Sebastián y A.Jimenez, Editorial: Prentice Hall temas del 1 al 6
– “Control de procesos químicos” (cap. 12) P.Ollero y E.F. Camacho, Editorial Síntesis
tema 7
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Índice
• Objetivos • Evaluación • Temario • Planificación horaria • Metodología • Material docente • Ejercicios de clase
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Ejercicios de clase …
1. Descargar de Moodle la plantilla “plantilla_ejercicios.doc” 2. Renombrarlo como:
aX_Y_AAAAA_BBBBB_CCCCC.doc donde X es el número del tema Y es el número de ejercicio dentro del tema AAAAA, BBBBB y CCCCC son los números de matrícula
3. Rellenar la cabecera:
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… class-room exercices
4. Escribir en el documento la solución del ejercicio incluyendo: – Esquema Simulink y valores de los parámetros de los
bloques. Aternativamente el código Matlab utilizado y resultado de su ejecución.
– Gráficos obtenidos. – Dicusión de resultados y conclusiones.
5. Subir el documento en Moodle: – La versión hecha en clase – La versión terminada en casa
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Ejercicio 0.1
a) Obtener los valores de equilibrio de ambas alturas, para F1=1, S1=0.1, S2=0.2, A1=1, A2=1,5 (5 puntos)
b) Dibujar la evolución hacia dichos valores (2,5 puntos) c) Discutir la influencia de las c.i. y entradas en los valores
de las variables en el p.e. (2,5 puntos)
• Descargarse “lib_sistemas_fisicosR13” y “figuras.zip” (descomprimido) en directorio de trabajo • Fijar el directorio de trabajo de Matlab • Abrir un fichero Simulink nuevo con el sistema de la figura
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Solución ejercicio 0.1
a)
c) … El valor final de equilibrio depende de las entradas (mayor F1 implica mayores alturas y lo opuesto con S2). Dichas alturas de equilibrio son independientes de sus valores iniciales.
b)