asignatura master 2024

Procesamiento y control en tiempo real es una asignatura de 5 ECTS que se imparte durante el tercer semestre del Máster y de carácter optativo.

Esta asignatura parte de unas competencias básicas adquiridas al cursar el Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática en asignaturas como:

• Automatización industrial I,
• Automatización industrial II,
• Arquitectura de ordenadores,
• Sistemas en tiempo real,
• Procesado de señal,
• Sistemas electrónicos de potencia.

Con el objeto de que se pueda cursar desde otros grados de la rama de la ingeniería industrial algunos de los contenidos y las competencias se recogen dentro del programa de esta asignatura de forma resumida, para que de modo introductorio sirvan como base para plantear y afianzar las nuevas competencias que deben adquirirse.

Esta asignatura engloba prácticamente todas las competencias básicas y generales de la especialidad. Las principales competencias específicas que se pretenden alcanzar son:

• Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial, al nivel de sus algoritmos de control y programación.
• Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos, desde la perspectiva de los algoritmos y su programación.

La asignatura “Procesamiento y control en tiempo real” se desarrolla desde unos contenidos ya afianzados en los grados de ingeniería de la rama industrial y aborda la realización práctica de este tipo de sistemas. Utiliza las bases de conocimiento sobre control que se desarrollaron en automatización industrial, fundamentalmente en la parte discreta, que permiten establecer y calcular los algoritmos de control digital que se necesitan en sistemas microelectrónicos y sistemas embebidos.

Los algoritmos para el tratamiento digital de la señal presentan una estructura de programación muy similar a todos ellos, que se analizará en esta asignatura, y que lleva al desarrollo de arquitecturas internas especializadas en microprocesadores,  buscando mejorar la eficiencia y el tiempo de ejecución. Lógicamente el sistema resultante es un dispositivo que es capaz de conocer el estado del sistema que debe controlar y actuar en consecuencia, todo dentro de un espacio de tiempo limitado.

Por último se plantean aplicaciones de control de algunos dispositivos en tiempo real, fundamentalmente sistemas como los estudiados en “Sistemas electrónicos de potencia”, completando el ciclo desde el cálculo de un regulador para el control de una planta esta su implantación en un sistema de control electrónico.

Desde el punto de vista de la docencia la asignatura “Procesamiento y control en tiempo real” tiene las siguientes características generales:

a)     Es una asignatura "a distancia" según modelo metodológico implantado en la UNED. Al efecto se dispondrá de los recursos incorporados al Curso virtual de la asignatura al que se tendrá acceso a través del portal de enseñanza virtual UNED-e.

b)    Dado que las actividades síncronas son reducidas, la planificación de su seguimiento y estudio permite su adaptación a estudiantes con diversas circunstancias personales y laborales. No obstante, en este sentido, suele ser aconsejable que en la medida de sus posibilidades, cada estudiante establezca su propio modelo de estudio y seguimiento lo más regular y constante posible.

c)     Tiene un carácter predominantemente práctico, realizando diversas simulaciones y concluyendo la asignatura con un trabajo de simulación.

La formación previa que deberían tener los alumnos para el adecuado seguimiento de esta asignatura está basada en unos fundamentos a nivel de grado universitario, destacando el dominio de sistemas de control automático, conocimientos de teoría de circuitos, de sistemas electrónicos digitales,  de  electrónica de potencia, de programación, sistemas en tiempo real y simulación.

Esta asignatura requiere de simulaciones para las que se utilizarán programas tipo Matlab (preferiblemente Octave) y por tanto es conveniente el conocimiento previo de este software. Se pueden utilizar también entornos de programación de microcontroladores que normalmente utilizan el lenguaje de programación C, por lo que es conveniente tener conocimientos de informática, lenguaje C y de uso práctico de aplicaciones avanzadas en un ordenador personal.

Es importante haber cursado con anterioridad asignaturas como Automatización Industrial I y II ya que se hará un uso intenso de los conceptos tratados en las mismas. Es interesante también tener conocimientos de microprocesadores vistos en la asignatura Microprocesadores y Microcontrroladores y de sistemas en tiempo real tanto desde el punto de vista de su programación como de algunos sistemas concretos planteados en Sistemas Electrónicos de Potencia.

Se recomienda al alumno que consulte todos los enlaces de Internet que se irán proponiendo para cada capítulo a lo largo del curso.

La guardia de la asignatura se realizará los martes por la tarde de 10:00 a 14:00 horas, en los locales del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Control, Telemática y Química Aplicada a la Ingeniería, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UNED.

Francisco Mur Pérez, 91-398-77-80, fmur@ieec.uned.es

Antonio Nevado Reviriego, 91-398-93-89, anevado@ieec.uned.es

Se recomienda al alumno la utilización del curso virtual creado al efecto como soporte de la asignatura (al que puede acceder desde las páginas Web de la UNED), así como la asistencia periódica a las tutorías en su Centro Asociado.

Dirección postal:

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UNED)
Cl Juan del Rosal 12
28040 Madrid

TUTORES

Se recomienda a los Tutores de la asignatura que se pongan en contacto con el equipo docente a principio de curso para verificar si existe alguna anomalía respecto de las directrices dadas en esta guía de curso y, si ello fuera necesario, para pedir recomendaciones metodológicas en los aspectos didácticos de la misma.
 

Competencias Básicas:

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales:

CG1 - Iniciativa y motivación

CG2 - Planificación y organización

CG3 - Manejo adecuado del tiempo

CG4 - Análisis y síntesis

CG5 - Aplicación de los conocimientos a la práctica

CG6 - Resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos

CG7 - Pensamiento creativo

CG8 - Razonamiento crítico

CG9 - Toma de decisiones

CG10 - Seguimiento, monitorización y evaluación del trabajo propio o de otros

CG11 - Aplicación de medidas de mejora

CG12 - Innovación

CG13 - Comunicación y expresión escrita

CG14 - Comunicación y expresión oral

CG15 - Comunicación y expresión en otras lenguas

CG16 - Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica

CG17 - Competencia en el uso de las TIC

CG18 - Competencia en la búsqueda de la información relevante

CG19 - Competencia en la gestión y organización de la información

CG20 - Competencia en la recolección de datos, el manejo de bases de datos y su presentación

CG21 - Habilidad para coordinarse con el trabajo de otros

CG22 - Habilidad para negociar de forma eficaz

CG23 - Habilidad para la mediación y resolución de conflictos

CG24 - Habilidad para coordinar grupos de trabajo

CG25 - Liderazgo

CG26 - Conocimiento y práctica de las reglas del trabajo académico

CG27 - Compromiso ético y ética profesional

CG28 - Conocimiento, respeto y fomento de los valores fundamentales de las sociedades democráticas

CG29 - Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, mecánica de fluidos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.

CG36 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.

Competencias Específicas:

CE7 - Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.

CE8 - Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos.

CE16 - Capacidad para la gestión de la Investigación, Desarrollo e Innovación tecnológica.

CE20 - Conocimiento y capacidades para el proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de Seguridad.

CE22 - Conocimientos y capacidades para realizar verificación y control de instalaciones, procesos y productos.

CE23 - Conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.

Los resultados del aprendizaje esperados que debe alcanzar el estudiante y que definen esos objetivos de la asignatura son:

• Afianzar y completar los conocimientos sobre el cálculo y diseño de controladores digitales. Partiendo del cálculo teórico de dichos controladores transformadas de Laplace o en transformadas “z” a la ecuación en diferencias y su estructura de programación.
• Desarrollar la teoría de tratamiento digital de señal, necesaria para los sistemas de control industrial.
• Diseñar e implantar filtros digitales de señal.
• Efectuar simulaciones de los sistemas digitales diseñados.
• Conocer las arquitecturas de microprocesadores específicas para el tratamiento digital de la señal, y por tanto seleccionar el microcontrolador adecuado para el proyecto un control específico.
• Programar y desarrollar los sistemas de control digital en un entorno de desarrollo para un microcontrolador en tiempo real.
• Plantear y desarrollar un aplicaciones en tiempo real.

Para más información sobre los Resultados del Aprendizaje se recomienda consultar la Memoria del Máster.

La metodología de estudio utiliza la tecnología actual para la formación a distancia en aulas virtuales, con la participación del Equipo Docente, los Profesores Tutores (si los hay) y todos los alumnos matriculados. En este entorno se trabajarán los contenidos teórico-prácticos cuya herramienta fundamental de comunicación será el propio curso virtual, utilizando la bibliografía básica y los materiales puestos a disposición de los estudiantes.

El trabajo autónomo con las actividades de ejercicios y pruebas de autoevaluación disponibles, bajo la supervisión del tutor, con las herramientas y directrices preparadas por el equipo docente completará un 75% del tiempo de preparación de la asignatura.

Por último esta asignatura tiene una parte importante de implementación de los algoritmos de filtrado y control digital que puede requerir la asistencia al laboratorio del departamento responsable. Esta actividad formativa representa el 25% del tiempo dedicado a la asignatura.

También será necesario el libro:

The scientist and engineer’s guide to digital signal processing.  Steven W. Smith. ISBN: 0-9660176-4-1. Disponible para uso particular en Internet.

Como recursos adicionales para el estudio de la asignatura, en el curso virtual podrá encontrar los siguientes materiales:

• Esta guía de estudio y la guía didáctica de la asignatura.
• Pruebas de evaluación a distancia.
• Enunciados y soluciones de ejercicios teórico-prácticos que el alumno puede usar como ejercicios de autoevaluación, incluyendo exámenes resueltos de anteriores convocatorias.
• Lista de preguntas frecuentes, que recogen dudas de años anteriores.
• Software para la simulación y desarrollo de sistemas de control digital.
• El curso virtual de la asignatura aLF, donde se publicarán todas las indicaciones precisas para el correcto desarrollo del curso.

El alumno que tenga acceso a Internet o Redes IP, podrá consultar la información existente en los servidores del Departamento o de la UNED:

https://www.ieec.uned.es/
https://www.uned.es/

Se recomienda al alumno con acceso a Internet que visite las páginas sugeridas en la bibliografía de cada capítulo de la obra mencionada en la Bibliografía Básica