Prácticas de instrumentación y control: se intensificarán especialmente las competencias específicas de las materias de los módulos III (sensores y procesamiento de señales), VI (control) y en menor medida V (modelado y simulación) y II (computadores y comunicaciones).
PRÁCTICA 1: Desarrollo de librerías de modelos en lenguaje Modelica
Asignaturas asociadas: Modelado de Sistemas Dinámicos; Simulación de Sistemas
En esta práctica el alumno deberá diseñar, programar y validar una librería de modelos en lenguaje Modelica en un dominio de su propia elección. El objetivo es que el alumno adquiera la capacidad de desarrollar librerías de modelos fácilmente reutilizables y eficientes computacionalmente.
Como requisito para la realización de este trabajo práctico, el alumno deberá haber cursado, o encontrarse cursando, las asignaturas Modelado de Sistemas Dinámicos y Simulación de Sistemas.
PRÁCTICA 2: Control de una turbina eólica de gran potencia
Asignaturas asociadas: Control Multivariable; Control Híbrido; Control Inteligente; Control no lineal
Esta práctica ofrece la posibilidad de enfrentarse a un problema de control sobre la operación de un aerogenerador de 15MW de potencia, cuyo modelo está implementado en OpenFAST. El estudiante tendrá que desarrollar su propia estrategia de control multivariable y evaluar su eficiencia en comparación con una estrategia de referencia. Durante el desarrollo el estudiante pondrá en práctica la formación adquirida en al menos una de las asignaturas de control del máster (Control multivariable, Control inteligente, Control híbrido o Control no lineal) pero también tendrá la posibilidad de practicar con técnicas de identificación de sistemas, si en su estrategia decide incorporar un controlador basado en modelos lineales del proceso, y con técnicas de optimización.
La documentación que acompaña a esta práctica es la misma que se va a emplear en la Fase 1 (clasificatoria) de la Categoría 2 del Concurso en Ingeniería de Control 2023, disponible en la dirección: http://www.uco.es/grupos/prinia/cic2023/
PRÁCTICA 3: Identificación y control de la dinámica vertical de un buque de alta velocidad
Asignaturas asociadas: Identificación de Sistemas.
El objetivo de esta práctica es:
- Identificar modelos discretos y continuos de la dinámica vertical de un buque de alta velocidad a partir de datos reales.
- A partir de los modelos identificados diseñar controladores clásicos monovariables y multivariables con estructuras tipo PD, redes de primer orden y redes de segundo orden con los que disminuir las aceleraciones verticales inducidas en el buque a consecuencia del oleaje.
PRÁCTICA 4: Identificación en un sistema de 4 tanques.
Asignaturas asociadas: Identificación de sistemas
Identificación del comportamiento de los tanques en general y de las bombas en particular (las bombas tienen variaciones de comportamiento según la posición de las válvulas de 3 vías, aparte de las variaciones según el nivel en el que se encuentren).
PRÁCTICA 5: Control no lineal de un péndulo de Furuta.
Asignaturas asociadas: Control no lineal, Control multivariable, Control inteligente y Control híbrido
El péndulo de Furuta es un dispositivo consistente en un péndulo invertido cuya base es a su vez giratoria. El giro de la base permite controlar la posición del pivote del péndulo y de forma indirecta la disposición del péndulo. Dicho dispositivo plantea retos de control interesantes ya que exhibe un comportamiento inestable y de “fase no mínima”.
El objetivo de la práctica es desarrollar estrategias de control no lineal para dicho péndulo que se llevará a cabo de forma incremental en los siguientes pasos:
- Obtener mediante experimentos los parámetros del modelo que permitirán controlar el péndulo en simulación.
- Desarrollar leyes de control capaces de mantener el péndulo en posición horizontal y hacia arriba mientras la base del mismo siguen cambios de consigna de posición. B1) Utilizando linealización en el punto de equilibrio. B2) Utilizando técnicas de control no lineal. Se compararán los resultados de ambas técnicas.
- Implementar una ley de control capaz de “levantar” el péndulo desde la posición de equilibrio estable (péndulo hacia abajo) hasta su posición de equilibrio inestable (péndulo hacia arriba) con el objeto de aplicar posteriormente el control B.
PRÁCTICA 6: Control de tensión y velocidad de una cinta en un sistema de dos motores acoplados.
Asignaturas asociadas: Control Multivariable, Sistemas Empotrados
El aparato tiene dos motores eléctricos, acoplados mediante una cinta flexible. La cinta pasa por una polea con un sistema que permite medir su velocidad y tensión.
El problema de control principal es variar el par de los dos motores para regular la tensión y la velocidad de la cinta. Esto puede hacerse de manera individual o simultánea.
- Control independiente de la velocidad y la tensión de la cinta.
- Control simultáneo de la velocidad y la tensión de la cinta.
- Métodos prácticos para el control multivariable de sistemas electromecánicos.