“Erregulazio Automatikoa eta Kontrola” irakasgaia, Energia Berriztagarrien Ingeniaritzako Graduan, Berariazko Prestakuntza (FE) moduluaren barne kokatzen da. Nahitaezko irakasgai hau, hirugarren ikasturteko lehen lauhilabetean ematen da.

Irakasgai honek, 1. mailako “Fisika I” (mekanikako oinarrizko ekuazioak) eta “Analisi Matematiko eta Numerikoa” (Laplaceren transformatuaren bidezko ekuazio diferentzialen ebazpena), gehi 2. mailako “Zirkuitu Elektrikoak” (elektrizitateko oinarrizko ekuazioak) irakasgaietako jakite-maila erabiltzen du, beraz, beharreazkoa da garapen ona lortzeko, materia hauek ondo mederatzea. Irakasgai honetan garaturiko lanak, ikasleei energia berriztagerrien sistemak ereduzkatu, simulatu eta kontrolatzeko behar duten jakite-maila ematen die, eta horrela ezagutza hau “Eguzki Energia Fotoboltaikoa” (3. maila), “Energiaren Bihurtze Prozesuetarako Sistema Elektronikoak” (4.a), “Ibilgailu Elektrikoak” (4.a, hautazkoa), “Makina Elektrikoen Modelizazioa eta Goi-Mailako Kontrola” (4.a, hautazkoa), eta “Energia Eolikoa” (3.a), “Energia Geotermikoa eta Eguzki Energia Termikoa” (3.a), “Itsas Energia” (4.a, hautazkoa) irakasgaietan lorturiko jakite-mailarekin batera erabilia izan daiteke irakasgai hauetan proposaturiko lanak edo “Gradu Amaierako Lana” garatzeko (4.a).



Irakasgai honek “Sistemen ereduztapena, kontrola eta simulazioa egiteko ezagutza eta ahalmena” (FE01) gaitasun espezifikoa ematen dio Berariazko Prestakuntza (FE) moduluari, non hau Graduaren G003, G004, G005 eta G012 gaitasunekin loturik dagoen.

FE01 Gaitasun Espezifikoa: Sistemen ereduztapena, kontrola eta simulazioa egiteko ezagutza eta ahalmena lortzea.

Ikasketa Emaitzak:

1. Edozein sistema fisiko erraz adierazten du bere ekuazio diferentzialaren bidez, eta hortik aurrera, bere transferentzia funtzioa nahiz egoera ekuazioak sistema lortzen ditu.

2. Sistema baten portaera aztertu eta identifikatu eginten ditu denbora-eremuan nahiz maiztasun-eremuan.

3. Sistema baten egonkortasuna aztertu eta ebaluatzen ditu, denbora-eremuan eta baita maiztasun-eremuan ere.

4. Sistema bati eskatzen zaizkion zehaztapenak betetzeko beharrezkoa den kontroladore Proportzional Integratzaile Deribatibo egokia diseinatzen du.

5. Edozein sistemaren funtzionamendua simulatzen du, sistemaren zehaztapenak betetzeko beharrezkoa den kontroladore Proportzional Integratzaile Deribatiboaren parametroak ziurtatu eta doitzen ditu.

Irakasgaia ikastearen emaitza guztiak ohargarriak eta kontrolagarriak dira, bai idatziz, paperean egindako ariketen ebazpenen bidez (ariketak, azterketak) eta bai ordenagailuan, MatLab/Simulink kalkulu/simulazioko softwarearekin ebazturiko ariketen bidez (ariketak, azterketak).

Eginiko proba desberdinetan proposaturiko ariketa bakoitzaren atal bakoitzaren puntuazioak, ikasleak lorturiko jakite-maila eta irakasgaia ikastearen emaitzak adieraziko dituzte, non zuzenketa tresna edo feed-back bezala erabilia izango den nahi izan diren emaitzak lortu ezean. Horretarako, ikasgela praktiketan (IP), kontroletan (KO), azterketetan (AZ) eta ordenagailuko praktiketan (OP) proposaturiko ariketen ebazpenak, e-gela plataforman izango dira argitaratuak gerokotasunez.

“Hizkuntza eta disiplina anitzeko ingurunean lan egitea” G007 Zeharkako Gaitasuna denaren ebaluazioa ondorengo ikasketa emaitzak edo trebetasunak kontuan hartuz egingo da:

1. Idatzizko eta hitzezko hizkuntza argia, ordenatua eta zuzena erabiltzen du praktiketako koadernoan eta txostenetan.

2.Testuinguru inklusibo, kulturaniztun eta eleaniztunetan modu egokian lan egiten du.

1. Gaia: Erregulazio automatikora sarrera. Oinarrizko kontzeptuak.

Sistemaren kontzeptua. Begizta irekia. Begizta itxia. Asaldurak. Ikuspegi historikoa. Sistemen sailkapena.

2. Gaia: Sistema linealen eredu matematikoak. Ereduztapena. Sistema dinamiko linealak. Kausalitatea.

3. Gaia: Sistema linealen barne- eta kanpo-adierazpena. Ekuazio diferentzialak. Transferentzia funtzioa. Inpultsu funtzioa. Blokeen diagrama. Fluxuen diagrama. Errealizazioak. Egoera ekuazioak. Kontrolagarritasuna. Ohargarritasuna.

4. Gaia: Sistema linealen analisia eta identifikazioa.

Denboraldi iragankorreko zehaztapenak. Denboraldi egonkorreko zehaztapenak. Lehen ordenako sistemak. Bigarren ordenako sistemak. Ordena garaiagoko sistemak. Atzerapena duten sistemak.

5. Gaia: Sistemen egonkortasuna denbora-eremuan. Egonkortasun kontzeptua. Routh-Hurwitzen irizpidea. Erroen kokaerako metodoa.

6. Gaia: Sistemen analisia eta egonkortasuna maiztasun-eremuan.

Sistemen maiztasun-erantzuna. Adierazpen grafikoak. Bode-ren diagrama. Maiztasun-erantzunaren zehaztapenak. Egonkortasun erlatiboa. Irabazpen heina eta fase heina.

7. Gaia: Kontroladoreen diseinua denbora-eremuan eta maiztasun-eremuan, eta beraien diskretizazioa. Oinarrizko kontrol ekintzak. P, PI, PD eta PID kontroladoreak. Denbora jarraituko sistemen eta kontroladoreen diskretizazioa.

8. Gaia: Energia Berriztagarrien sistementzako kontroladoreen diseinua:

Sistema eolikoak, sistema fotoboltaikoak, sistema termosolarrak. Kontroladoreen diskretizazioa eta simulazioa MatLab-en.

Ingeniaritzako Gradu berrietako irakaskuntzaren metodologia, hain ezaguna den Boloniako hitzarmenaren filosofian oinarritzen da, non ikasgelako eskola-orduetaz gain (zuzeneko dozentzia), ikasleak ikasgelaz kanpoko jardueren orduak ere kontuan hartzen diren. Lan ordu guzti hauek ECTS kreditutan zenbatzen dira, non ECTS kreditu 1 zuzeneko 10 orduk eta ikasgelaz kanpoko 15 orduk osatzen duten.

Dozentzia presentziala klase Magistralak (M), Gelako praktikak (GA) eta Ordenagailuko Praktikak (PO) osatzen dute. Problemetan oinarrituriko eta simulazioen bidezko ikaste estrategiak erabiltzen dira.

Klase Magistraletan teoriako kontzeptuak azalduko dira batez ere, eta irakasleak ariketa batzuk ere egin eta planteiatuko ditu ikasleek etxean egin ditzaten bakarka.

Gelako praktikak klase magistraletan emandako gaiekin erlazionaturiko mintegietan oinarritzen dira. Irakasleak ariketa berriak nola egin azalduko du eta aurreko mintegietakoren batzuk ere egingo ditu dudak azaltzeko, baina batez ere ikasleak izango dira ariketak egingo dituztenak, bakarka nahiz taldeka, eta irakaslea beraien dudak argitzeko egongo da. Bukatzen ez diren ariketak, ikasleek etxean egin beharko dituzte. Egun batzuren ondoren, ariketen emaitzak e-Gela plataforman argitaratuko dira, ikasleak bere emaitzekin konparatu ahal ditzan, eta behar diren bezala ez baditu ebaztu, orduan berriro egiten saiatu dadin. Azkenik, beste egun batzuk beranduago, ariketen ebazpen osoak argitaratuko dira e-gelan, non soluzioa lortzeko urrats guztiak azaltzen diren.

Ordenagailuko praktikak MatLab/Simulink kalkulu/simulazioko softwarearen bidez egingo dira, non irakasleak emandako gidoia harturik oinarritzat, laborategin osatuko dituzten taldeka behar diren kalkulu eta simulazioak eginez. Halere, askotan etxean bukatu beharko dituzte ikasleek. Baita, klase magistral eta gelako praktiketako ariketak nola ebaztu tresna hauen bidez ere azalduko da, non honek ikasleari autoikaskuntza hobetzen lagunduko dion, plateaturiko ariketak modu autonomoan zuzendu ditzakeelarik.

Tutoretza orduak, irakasleak bere bulegoan ikasleari, ikasleak klaseetan naiz ikasgelaz kanpoko jardueren orduetan izan dituen dudak eta argi geratu ez zaizkion galderak argitzeko erabiltzen dira. Ez dira, inolaz ere, erregularki klaseetara (zuzenenko dozentzia) etortzen ez diren ikasleentzako klase partikularrak.

Osasun egoerak aurrez aurreko irakaskuntza edota ebaluazioa eragotziz gero, onlineko jarduerara joko da eta ikasleei aldaketa horren berri emango zaie.

• Ebaluazio Jarraituaren Sistema
• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 70
  • Praktikak egitea (ariketak, kasuak edo buruketak) (%): 30

Ebaluazioa jarraian azaltzen diren bi kasuen arabera egingo da, non alde batetik ikasleak ebaluazio jarraitua (1) edo azken ebaluazioarena (2) egiteko asmoa kontuan hartzen den, eta bestetik, praktiketako klaseetara derrigorrez etortzearena:



1) Azterketa finala (AZ azken notaren %30-a), kontrola (KO, azken notaren %30-a),), ordenagailuko praktikak (laborategia) egin eta koadernoa edo/eta lanak entregatzea (OP, azken notaren %20-a) eta entregatzeko ariketak (EN, azken notaren %20). Zeharkako gaitasunak (ZG, %5-a) laborategiko koadernoaen barnean ebaluatuko dira. Kasu honentzako azken nota, ondorengo formularen bidez kalkulatuko da:



Azken Nota= 0.3*AZ + 0.3*KO + 0.2*OP + 0.2*EN



Bakarkako kontrola (KO), lauhilabetearen erdian egingo da eta ikasgai zerrendaren lehen 4 edo 5 gaiak ebaluatuko ditu, non gutxienez bere gehienezko balioaren %50-a lortu ezkero, azterketa finalean (AZ) bakarrik bigarren erdia (ondorengo gaiak) egiteko aukera izango den, non hor ere gutxienez bere balioaren %50-a lortu beharko den. Bestela, azterketa finalean irakasgai-zerrenda osoa sartuko da, non kasu horretan kontrolaren portzentaia azterketa finalari esleituko zaion, azken notaren formula honela geratuko delarik:



Azken Nota= 0.2*OP+0.2*EN+0.6*AZ



Dena den, irakasgaiaren izaera jarraitua dela eta, bigarren zatiaren azterketa egiteak ez du esan nahi lehenengo zatian ikasiriko kontzeptuak gogoratuak edo/eta erabiliak izan behar ez direnik beharrezkoa den kasu edo ataletan. Entregatzeko ariketak (EN) ikasle bakoitzari indibidualki proposaturiko problemak izango dira, non beraiek egin eta irakasleari entregatu diezaioten. Guztira bi entregatzeko ariketa egingo dira, eta horietako bakoitza indibidualki gainditua izan beharko da (minimoa %50) entregatzeko ariketen zatia aprobatua izateko. Bietariko bat edo biak suspendituz gero, ikasleak azterketa finaleko zati praktikoa egin beharko du. Irakasgaia aprobatu ahal izateko, azken nota osatzen duten zati guztietan gutxienez %50-a gainditua edukitzea beharrezkoa izango da. Nota (azken nota) 5 edo handiagoa izan arren, zatiren batean %50era iristen ez bada, aktetan 4.5 Suspentso agertuko da. Kontrola (KO) nahiz azterketa (AZ), batez ere ebaztu beharreko ariketak osatuko dute, eta agian galdera teorikoren bat.



Ondorengo baldintzaren bat betetzen ez duten ikasleak, ez dira 1) kasuaren arabera ebaluatuak izango eta automatikoki 2) kasuaren arabera ebaluatuak izango dira:



• Praktiketara erregularki etortzen ez diren ikasleak (gutxienez %90-a)



• Ez aurkeztea azken nota osatzen duten proba guztietara dozentzia ematen den asteetan



1) kasuaren arabera ebaluatuak izatea nahi ez eta azken 2) kasuaren arabera nahi duten pertsonak, horretarako eskubide osoa dute beti eta beti idatziz eskatzen badiote irakasgaiaren irakasle arduradunari, gehienez lauhilabetearen hasieratik 9 aste pasatu aurretik (Graduko Titulazio Ofizialetako Ikasleen Ebaluaziorako Arautegiaren 12. artikuluaren, 2. puntua, 2020/02/19).



Klaseen jarduera normala zailtzen edo oztopatzen duten ikasleak (ixilik ez egotearren ohituraz berandu heltzearren, etab.), bi abisuren ondoren, ezingo dute gehiago klasera joan eta zuzenean 2) kasuaren arabera ebaluatuak izango dira.



2) Azterketa finala, non alde teorikoak (AZ, azken notaren %70-a) eta alde praktikoak (AP, azken notaren %30-a) osatzen duten. Kasu hau klasera etortzen ez diren ikasleei aplikatuko zaie (modu askean matrikulatuak) eta baita dozentzia mota desberdinetara erregularki etortzen ez diren ikasleak. Azken nota, ondorengo formularen bidez kalkulatuko da:



Azken Nota= 0.7*AZ+0.3*AP



Nota (azken nota) 5 edo handiagoa izan arren, zatiren batean %50era iristen ez bada, aktetan 4.5 Suspentso agertuko da.



Ebaluazioko deialdiaren uko egitea, jarraituko ebaluazioarentzako, 1) kasua, irakasgaia ematen duen irakasleari egingo zaio idatzi baten bidez, irakasgaiaren irakaskuntza epe data amaitu baino hilabete bat lehenago gutxienez, “Ez aurkeztua” jarriko delarik. Azken ebaluazioarentzako, 2) kasua, azterketa ofizialera ez aurkezteak uko egite automatikoa suposatuko du dagokion deialdian, “Ez aurkeztua” agertuko delarik, (Graduko Titulazio Ofizialetako Ikasleen Ebaluaziorako Arautegiaren 12. artikuluaren, 2. eta 3. puntuak, hurrenez hurren, 2020/02/19).

Ezohiko deialdirako, azken ebaluazioa 2) erabiliko da, hau da teoriako azterketa bat (AZ) eta praktiketako beste bat (AP).



Azken Nota= 0.7*AZ+0.3*AP



Azterketa praktikoa (AP), ez da derrigorrezkoa (LP) eta (EN) zati biak indibidualki aprobatuak izan badira ohiko deialdian, non ohiko deialdian lorturiko nota erabiliko den azken nota kalkulatzerakoan (LP+EN=AP). Aprobatu ahal izateko, azken nota osatzen duten zati bi hauetako bakoitzean gutxienez %50-a gainditua edukitzea beharrezkoa izango da.



Nota (azken nota) 5 edo handiagoa izan arren, zatiren batean %50era iristen ez bada, aktetan 4.5 Suspentso agertuko da.



Ikasturte batetik bestera ez da gordeko inolako notarik.



Ezohiko deialdiko azterketa finalera (AZ) aurkezten ez diren pertsonei, “Ez Aurkeztua” azalduko zaie espedientean eta horrek deialdiaren uko egite automatikoa suposatuko die.

e-Gela plataformaren bidez emandako hainbat dokumentu: irakasgaiaren apunteak, mintegietako ariketak, praktiken gidoiak, etab.

Oinarrizko bibliografia

-P. Alkorta eta E. Jacob. "Erregulazio Automatikoa eta Kontrola. Apunteak". Eibarko Ingeniaritza Eskolako Argitalpen Zerbitzua UPV/EHU, 2016.

-J. J. Distefano. "Retroalimentación y Sistemas de Control". McGraw Hill.

-A. Tapia. “Erregulazio automatikoa”. Elhuyar, 1995.

-E. Umez-Eronini. "Dinámica de sistemas y control". Thomson Learning, 2001.

-A. Gilat. "MatLab, una introducción con problemas prácticos". Editorial Reverté, 2006.

-A. Moreno. "MatLab y la Control System Toobox". RA-MA Editorial, 1999.

-A. Tapia et al. "Kontrol Digitalaren Oinarriak". Elhuyar Edizioak, 2007.

Gehiago sakontzeko bibliografia

-B. C. Kuo. "Sistemas de Control Automático". Prentice-Hall.
-K. Ogata. "Ingeniería de Control Moderna". Prentice-Hall
-K. Ogata. "Design linear control system with MatLab". Prentice Hall, 1999.
-Sintonización de PID de forma sencilla, http://www.mathworks.es/company/events/webinars/
-Diseño de un aerogenerador con Model Based-Design, http://www.mathworks.es/company/events/webinars/

Aldizkariak

-Automática e Instrumentación, http://www.biblioteka.ehu.es/

Web helbideak

-Comité Español de Automática (CEA), http://www.cea-ifac.es/
-Universidad de Oviedo, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática, http://www.isa.uniovi.es/docencia/raeuitig/
-MathWorks (MatLab), http://www.mathworks.es/company/events/webinars/