Presentación

El mundo de la ingeniería está repleto de sistemas que deben ser controlados para que se comporten de forma deseada y conseguir así un determinado efecto buscado. Esta asignatura, Introducción al Control Automático y de Procesos, pretende dar al alumno una visión introductoria de un proceso completo de control de un sistema automatizado. En dicho proceso se pueden distinguir dos partes bien diferenciadas: el conocimiento y estudio del sistema, y el desarrollo de controlador. Ambos son campos muy amplios, y aún a día de hoy siguen siendo objeto de estudio y mejora continua.

Los objetivos de esta asignatura son, primero, dar al alumno herramientas básicas para modelar dicho sistema a controlar, identificando si son necesarias las características y parámetros que lo representan. El tratamiento del modelo requiere de ciertas herramientas matemáticas que deberán ser comprendidas en profundidad. Mediante estas el sistema puede ser estudiado, siendo posible predecir su estabilidad y respuesta ante distintas señales de control. Además, se presentará al alumno el que es probablemente el control más extendido en la actualidad: el control PID. Se estudiará cómo sintonizarlo correctamente (ajustar sus parámetros) para obtener una respuesta adecuada del sistema. Finalmente, se hablará brevemente de los autómatas de una forma práctica, orientada a ejemplos.

Competencias básicas

• CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
• CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
• CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias generales

• CG1: Capacidad para orientarse e involucrarse activamente hacia la obtención de resultados asumiendo la responsabilidad en el cumplimiento de las tareas encomendadas.
• CG2: Motivación y capacidad para dedicarse a un aprendizaje a lo largo de la vida.
• CG3:Capacidad para comunicarse efectivamente.
• CG4:Capacidad para operar en equipos multidisciplinares y multiculturales.

Competencias específicas

• CCRI3: Adquirir conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.

Tema 1. Introducción al control de procesos

• Introducción y objetivos
• Introducción al control de sistemas y procesos
• Sistemas y procesos
• Tipos de sistemas

Tema 2. Modelos matemáticos de los sistemas físicos

• Introducción y objetivos
• Sistemas mecánicos
• Sistemas eléctricos

Tema 3. Herramientas matemáticas para abordar la ingeniería de control

• Introducción y objetivos
• Linealización de sistemas: serie de Taylor
• Variables complejas
• Transformada de Laplace
• Guía de Matlab
• Referencias bibliográficas

Tema 4. Función de transferencia

• Introducción y objetivos
• Función de transferencia
• Simplificación del diagrama de bloques
• Señales típicas de consigna
• Análisis de sistemas lineales
• Guía de Matlab
• Referencias bibliográficas

Tema 5. Análisis dinámico de sistemas en lazo abierto

• Introducción y objetivos
• Respuesta de los sistemas de primer orden
• Respuesta de los sistemas de segundo orden
• Identificación del sistema

Tema 6. Análisis en régimen permanente de sistemas en lazo cerrado

• Introducción y objetivos
• Clasificación de los sistemas
• Errores en régimen estacionario
• Estabilidad absoluta: criterio de Routh
• Referencias bibliográficas

Tema 7. Análisis del sistema mediante el LDR

• Introducción y objetivos
• Método del lugar de las raíces
• Procedimiento para representar el LDR
• Guía de Matlab
• Referencias bibliográficas

Tema 8. Reguladores

• Introducción y objetivos
• Controlar proporcional (P)
• Controlador proporcional integral (PI)
• Controlador proporcional derivativo (PD)
• Controlador proporcional-integral-derivativo (PID)
• Diseño del controlador mediante el método Zieglers-Nichols
• Otros métodos de sintonización
• Guía de Matlab
• Referencias bibliográficas

Tema 9. Autómatas: introducción y GRAFCET

• Introducción y objetivos
• Conceptos clave
• Máquinas de estados
• Descripción de automatismo
• Álgebra booleana
• Diseño de automatismos mediante GRAFCET
• Ejemplo GRAFCET
• Simulación deon CADe Simu

Tema 10. Autómatas: guía GEMMA y PLCs

• Introducción y objetivos
• Controladores lógicos programables
• Guía GEMMA
• Ejemplo de guía GEMMA

Tema 11. Análisis en frecuencia

• Introducción y objetivos
• Respuesta con consignas armónicas
• Diagrma de Bode
• Diagrama de Nyquist
• Margen de fase y ganancia
• Guía de Matlab
• Referencias bibliográficas

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

• Trabajo. Se trata de actividades de diferentes tipos: reflexión, análisis de casos, prácticas, etc.
• Comentario de lecturas. Es un tipo de actividad muy concreto que consiste en el análisis de textos de artículos de autores expertos en diferentes temas de la asignatura.
• Casos prácticos. Situarán al alumno ante situaciones reales que tendrán que analizar y tras ello tomar decisiones, evaluar consecuencias y alternativas.
• Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate.
• Laboratorios presenciales obligatorios. A lo largo del cuatrimestre tendrán lugar laboratorios presenciales, donde se realizarán prácticas de laboratorio y que son de asistencia obligatoria. Estos se desarrollarán en Madrid en fin de semana.

Descargar programación

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

• Estudio personal
• Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
• Examen final presencial u online

Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

ACTIVIDADES FORMATIVAS	HORAS POR ASIGNATURA	% PRESENCIAL
Sesiones presenciales virtuales	15 horas	100%
Lecciones magistrales	6 horas	0
Estudio del material básico	20 horas	0
Lectura del material complementario	8 horas	0
Trabajos, casos prácticos	14 horas	0
Tutorías	7 horas	0
Trabajo colaborativo	3 horas	0
Examen final	2 horas	100%
Total	75 horas	-

Bibliografía básica

Recuerda que la bibliografía básica es imprescindible para el estudio de la asignatura. Cuando se indica que no está disponible en el aula virtual, tendrás que obtenerla por otros medios: librería UNIR, biblioteca...

Los textos necesarios para el estudio de la asignatura han sido elaborados por UNIR y están disponibles en formato digital para consulta, descarga e impresión en el aula virtual.

Además, en estos temas deberás estudiar la siguiente bibliografía:

Asadi, F., Bolanos, R. E., Rodríguez, J. (2019). Feedback Control Systems: The MATLAB®/Simulink® Approach. Synthesis Lectures on Control and Mechatronics, 4(1), 1-226 de México, SA de CV.

Keviczky, L., Bars, R., Hetthéssy, J., Bányász, C. (2019) Control Engineering: MATLAB Exercises. Springer.

Kuo, B. C. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Educación.

Norman S. N. (2007). Control Systems Engineering. John Wiley Sons

Ogata, K. (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación.

Pinto, E. (2011). Fundamentos de Control Con MATLAB. Pearson Educación

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

0 - 4, 9	Suspenso	(SS)
5,0 - 6,9	Aprobado	(AP)
7,0 - 8,9	Notable	(NT)
9,0 - 10	Sobresaliente	(SB)

La calificación se compone de dos partes principales:

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL u ONLINE y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO.

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final. Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua permite que realices las que prefieras hasta conseguir el máximo puntuable mencionado. En la programación semanal de la asignatura, se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

Sistema de evaluación	Ponderación min - max
Participación del estudiante (sesiones, foros, tutorías)	5% - 10%
Trabajos, proyectos, laboratorios/talleres y casos	10% - 30%
Test de autoevaluación	5% - 10%
Examen final	60% - 60%

Pablo García Auñón

Formación académica: Estudió Ingeniería Aeronáutica en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos (Universidad Politécnica de Madrid), y realizó el máster en Ingeniería de Sistema y Control a través de la Universidad Nacional de Educación a Distancia. Posee un Doctorado en Robótica y Automática por la UPM. Ha realizado una estancia durante su doctorado en la Universidad de Kyoto, en el laboratorio del profesor Fumitoshi Matsuno.

Experiencia: Ha trabajado durante varios años en la industria aeronáutica en Madrid, Hamburgo y Bremen. Trabaja como ingeniero de inteligencia artificial y robótica en Aurea Avionics.

Líneas de investigación Durante la realización de su máster y doctorado, sus líneas de investigación han estado centradas en el desarrollo de algoritmos de control a distintos niveles para sistemas aéreos no tripulados, conocidos comúnmente como "drones". En concreto, ha desarrollado algoritmos de seguimiento de trayectorias y, en más profundidad, en algoritmos de búsqueda y rescate para enjambres robóticos aéreos.

Obviamente, al tratarse de formación online puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual del Curso de introducción al campus virtual. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura en la UNIR y también podrás organizar tu plan de trabajo con tu tutor personal.
2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
4. Comienza con la lectura de las Ideas clave del tema. Este resumen te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales en los que te tendrás que fijar al estudiar el material básico. Consulta, además, las secciones del tema que contienen material complementario.
5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades y Test). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana y qué calificación máxima puedes obtener con cada una de ellas.
6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (sesiones presenciales virtuales, foros de debate…). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu tutor personal te informarán de las novedades de la asignatura.

En el aula virtual del Curso de introducción al campus virtual encontrarás siempre disponible la documentación donde te explicamos cómo se estructuran los temas y qué podrás encontrar en cada una de sus secciones.

Recuerda que en el aula virtual del Curso de introducción al campus virtual puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del aula virtual: Correo, Foro, Sesiones presenciales virtuales, Envío de actividades, etc.