“Erregulazio Automatikoa” irakasgaian, metodologia desberdinetan oinarrituz, kontrolagailuen diseinua lantzen da, sistema baten parte diren aldagai desberdinek aldez aurretik definituriko moduan erantzun dezaten. Kontrolagailu baten adibide dugu, esaterako, ibilgailuen ABS balaztatze sistema. Kontrolagailu honek, gidariaren bat-bateko balaztatze baten aurrean, gurpilen blokeoa ekiditea du helburu. Horrela, gidariak ibilgailuaren norabidea kontrolpean mantentzea ahalbidera daiteke eta kontrolik gabeko ibilgailuaren irristaketa posible bat ekidin.



Irakaskuntza planean ez da inolako aurrebaldintzarik ezartzen "Erregulazio Automatikoa" irakasgaiako sarbide gisa. Halere, bere garapena aldez aurretik ikastea gomendatzen diren "Industria Elektronikaren eta Automatikaren Ingeniaritzako Gradu"-ko hurrengo irakasgaiekin estu lotuta dago:



- "Kalkulua" ---Graduko 1. ikasturtea---. Lengoai matematikoak mota guztietako prozesuak aurkez dezakeenez, irakasgai hau garrantzi handikoa da "Erregulazio Automatiko"-ko jarraipen onerako. "Ekuazio diferentzialak" eta "Laplaceren Transformatua"-ren gaiak dira, bereziki, irakasgaiarekin lotuta daudenak.



- "Automatismoak eta Kontrola" ---Graduko 2. ikasturtea---. "Erregulazio Automatikoa" honen jarraipen naturala kontsidera daiteke. Beraz, hau gaindituta ---edo bere II. Blokea, Kontrol Industriala--- edukitzea biziki gomendatzen da irakasgaiaren garapen onerako.



Bestalde, "Erregulazio Automatikoa"-ren funtsezko izaeragatik "Industria Elektronikaren eta Automatikaren Ingeniaritzako Gradua"-ren barruan, 3. ikasturteko beste derrigorrezko irakasgaiekin erlazionatuta dago:



- "Robotika", robot industrialen kontrolerako "Erregulazio Automatikoa" eta "Automatismoak eta Kontrol"-ean lortutako hainbat gaitasun beharrezkoak direlako.



- "Elektronika Analogikoa", kontrol tekniketan erabiltzen diren sistema analogikoen kalkulua eta diseinua ekiten zaiolako.



- "Potenzia Elektronika", bihurgailu edota potentziako eragingailuetan behar diren kontrol-begiztak kontuan hartzen badira.



- "Tresneria Elektronikoa". Irakasgai honetan garatzen diren gaien artean sentsoreak, seinaleak egokitzeko etapak eta datu hartze sistemak daude. Hauek "Erregulazio Automatikoa"-n garrantzi handikoak dira kontrol sistemak inplementatzeko garaian.



- "Industria Informatika" eta "Sistema Elektroniko Digitalak", kontrol algoritmoak inplementatzeko hainbat hardware plataforma eta programazio lengoaiak aztertzen direlako.



“Erregulazio Automatikoa” eta “Sistema Elektroniko Digitalak” irakasgaiek osatzen duten binomioa azpimarratu nahi da. Izan ere, denboran duten jarraikortasunak ---1. eta 2. lau hilabeteetan irakasten dira hurrenez hurren--- kontrolagailuen diseinu eta inplementaziorako indarra hartzen ari den “Ereduetan Oinarritutako Diseinua” deituriko metodologia aplikatzeko aukera ematen du. Metodologia hau “Model-Based Design” (MBD) bezala ere ezagutzen da ingelesez edo “Diseño Basado en Modelos” bezala gazteleraz, eta automozioa edota industria aeroespaziala bezalako alor zorrotzetan erabiltzen da. Lehendabizi, “Erregulazio automatikoa” irakasgaian, tresna egokiak erabiliz eta MBD metodologiak iradokitzen dituen pausuak jarraituz, ikaslea kontrolagailuen diseinu eta balioztatzean trebatzen da. Ondoren, “Sistema Elektroniko Digitalak” irakasgaian, MBD metodologiako azken atazak lantzen dira zeinak “kode sorkuntza automatikoa”-rekin eta kode honen balioztatzearekin dauden lotuak. Modu honetara, bi irakasgai hauen bitartez, kontrolagailuen diseinu eta inplementaziorako prozesua hasieratik bukaeraraino gauzatzeko prestatuko da ikaslea.



4. ikasturtean kontrol teoriaren beste alderdi batzuk garatzen dituzten hautazko irakasgaiak dagokienez, "Erregulazio Automatikoa" aurrekari natural bezala kontsideratu behar da:



- "Kontrol Digitala", non bere helburua sistema digitaletan lan egiten duten kontrol egituren analisia eta diseinua garatzea den.



- "Kontrol Teknika Aurreratuak". Irakasgai honetan teknika berriagoetan sakontzen da, kontrol sistemen egoera-balioespenean (sensorless kontrolagailuak) esate baterako.



Azkenik, arlo profesionala kontuan hartuz, irakasgaia graduatuek bere bizitza profesionalean prozesu anitzetan aplikagarria den teknologi horizontal hau integratzeko behar diren gaitasunak lortzeko ardaztuta dago. Eremu honetan kontsidera litezkeen aktibitate-esparruak hurrengoak dira: Ekoizpenerako Prozesu Automatikoen Kudeaketa, Bulego Teknikoen Zuzendaritza, Energiaren Kudeaketa eta Kontrola, Sistema Adimentsuak, Segurtasuneko Sistema Integratuen Koordinazioa, Mantentze Buruzagitza, Fabrikaziorako Ekipamenduak, Robotika, Makina Elektrikoak, Ikerketa eta Garapena, etab.

Ingeniaritzaren Erregulazio Automatikoaren arloak sistemen portaera dinamikoa eta estatikoa kontrolatzea du helburu. Horretarako, gobernatu nahi den sistemaren portaera aztertu behar da, denbora edota maiztasunaren alorretan. Portaeran oinarrituz kontrolagailua diseinatzen da, eta, berrelikaduraz baliatuz, behar diren espezifikazioak betetzen dira.



Aipatutako helburua lortzeko, ondoko gaitasunak landuko dira:



- Kontrol-sistemen ereduak aurkeztea eta grafiko nahiz analitikoki sinplifikatzea, beraien portaeraren analisia errazteko.



- Eredu matematikoen erantzuna denbora eta maiztasunaren arloan aztertzea, beraien portaera interpretatzeko.



- Kontrolagailu analogikoak diseinatzea erroen leku geometrikoa, Bode diagramak nahiz beste metodoen bidez, kontrolatutako sistemen erantzun dinamikoa edota estatikoa hobetzeko.



- Diseinaturiko kontrolagailuen digitalizazioa.

Sistemen portaera dinamikoa, berrelikadura edota kontrolagailuen diseinua bezalako kontrol klasikoaren oinarrizko kontzeptuak lantzeko, hurrengo gai-zerrenda teoriko eta praktikoa proposatzen da:



GAI-ZERRENDA TEORIKOA



0. Gaia: Irakasgaiaren Aurkezpena

Gaitasun espezifikoak. Gai-zerrenda teoriko eta praktikoa. Aurretiko ezaupideak. Ebaluazio metodoa. Gomendatutako bibliografia.



1. Gaia: Erroen Leku Geometrikoa

Definizioa eta bere eraikuntzarako arauak. Interpretazioa eta denboran zeharreko espezifikazioei lotutako erroen leku geometriko oinarrizkoenak. Erroen leku geometrikoa eraikitzeko ariketak.



2. Gaia: Erroen Leku Geometrikoaren Diagraman Oinarritutako Konpentsazio-Teknikak

Denboran zeharreko espezifikazioak begizta itxiko portaera definitzeko. Aurreratze eta atzeratze konpentsadoreen diseinu aplikatua. Simulazioren bidezko analisia diseinuaren egokitasuna egiaztatzeko.



3. Gaia: Kontrolagailuen Digitalizazioa

Sarrera kontrol digitalaren inguruan. Laginketa periodoa aukeratzeko jarraibideak. Digitalizazio tekniken aplikazioa kontrolagailuak euskarri digitaletan inplementatzeko. Ariketak.



4. Gaia: PID Kontrolagailua

Sarrera PID motako kontrolagailuen inguruan. Polo eta zeroen esleipenaren doitze-metodoa. Jatorrizko algoritmoen aldaketak. PID-aren digitalizazioa. PID mota egokiena diseinatu eta aplikatzeko problemen planteamendua.



5. Gaia: Analisi Dinamikoa Maiztasunaren Eremuan: Bode Diagrama

Maiztasun-erantzunaren kontzeptua. Bode diagramaren eraikuntza. Erantzunaren analisia eta interpretazioa Bode diagraman oinarrituz. Simulazio-ereduen emaitzen analisia kontzeptu teorikoak berresteko. Ariketak.



6. Gaia: Maiztasunean Oinarritutako Konpentsazio-Teknikak

Maiztasunezko espezifikazioak begizta itxiko portaera definitzeko. Konpentsadoreen diseinu aplikatua. Simulazioren bidezko analisia diseinuaren egokitasuna egiaztatzeko.



GAI-ZERRENDA PRAKTIKOA



1. Praktika: Induzituz Eszitaturiko Korronte Zuzeneko Motor Baten Posizio Kontrolaren Proiektua MBD-ean oinarrituz: MBD metodologiaren oinarrizko kontzeptuak. Planteatutako problema ataza desberdinetan banandu, bakoitza bere aldetik ebazteko: kontrolatu beharreko sistemaren identifikazioa eta balioztatzea. Erroen Leku Geometrikoan oinarritutako kontrolagailuaren diseinua MATLAB erabiliz. Kontrolagailuaren balioztatzea MATLAB-eko simulazioen bitartez. Diseinaturiko kontrolagailuaren digitalizazioa. Sentsoreen karakterizazioa. Kontrolagailuaren prototipogintza azkarra (Rapid Control Prototyping (RCP) delakoa, ingelesez).



2. Praktika: Induzituz Eszitaturiko Korronte Zuzeneko Motore Baten Abiadura Erregulatzeko Proiektua PID Motako Kontrolagailua Erabililiz: Diseinua eta Prototipogintza Azkarra.

PID motaren aukeraketa. Diseinua. kontrolagailuaren balioztatzea simulazioan. Kontrolagailuaren prototipogintza azkarra. Maiztasunaren eremuan sistema baten erantzuna aztertzeko MATLAB-ek eskaintzen dituen tresnak.

Metodologia aktiboak jarraituko dira. Hain zuzen ere, problemetan eta proiektuetan oinarritutako irakaskuntza.



Alde batetik, klase magistraletan landutako kontzeptuak barneratzeko, problema errealak (auto baten abiadura controla edo cruise control, Segway ibilgailuaren kontrola, Makina-erremintak, eta abar) planteatzen dira irtenbidea emateko.



Bestetik, laborategian problema erreal konplexuagoak proposatzen dira (sakoneraz aztertu beharreko proiektuak), ikaslegoak hauek nola kudeatu behar diren barnera dezan: ataza sinpleagotan banandu, bakoitza problema independente bat bezala tratatu eta ebatzi, eta soluzio oso bat eman emaitza partzialak integratuz.

• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 70
  • Laborategiko proba (%): 30

Ebaluazio metodoa ebaluazio finala izango da. Ikasleriak irakaskuntzaren gaitasunak lortu dituen aztertzeko hurrengo probak garatuko dira:



- laborategian egindako praktikei buruzko proba praktikoa (%30a), eta

- klase magistraletan nahiz gelako praktiketan emandako gaien buruzko proba idatzia (%70a).



Irakasgai osoa gainditzeko bi proba hauek gainditu egin behar dira. Ondorioz, gutxienez hurrengoak aldi berean lortu behar dira:



- proba praktikoari esleitutako puntuazioaren %50a,

- proba finalari esleitutako puntuazioaren %50a.



Zatiren bat gainditzen bada bakarrik, lortuko den kalifikazioa 4 izango da gehienez. Eta, beraz, ezingo da irakasgaia gainditu baldintza horietan.



Ohiko deialdian zatiren bat gainditzen bada, zati horren kalifikazioa ezohiko deialdira arte gordetzen da. Proba bakar batera aurkeztuz gero deialdia kontsumituko da.





OHIKO DEIALDIARI UKO EGITEA



Unibertsitatean indarrean dagoen Graduko eta lehenengo eta bigarren zikloko ikasketen gestiorako arautegiaren arabera, bi probetara ez aurkezteak ebaluazioaren deialdiari uko egitea suposatuko du eta Ez Aurkeztuta gisa agertuko da.

Ikasleriak irakaskuntzaren gaitasunak lortu dituen aztertzeko, hurrengo probak garatuko dira ezohiko deialdian:



- laborategian egindako praktikei buruzko proba praktikoa (%30a). Proba hau, eGela plataforman publikatuko den data, gela eta orduan egingo da. Eta,

- klase magistraletan nahiz gelako praktiketan emandako gaien buruzko proba idatzia (%70a).



Irakasgai osoa gainditzeko bi proba hauek gainditu egin behar dira. Ondorioz, gutxienez hurrengoak aldi berean lortu behar dira:



- proba praktikoari esleitutako puntuazioaren %50a,

- proba finalari esleitutako puntuazioaren %50a.



Zatiren bat gainditzen bada bakarrik, lortuko den kalifikazioa 4 izango da gehienez. Eta, beraz, ezingo da irakasgaia gainditu baldintza horietan. Proba bakar batera aurkeztuz gero deialdia kontsumituko da.





EZOHIKO DEIALDIARI UKO EGITEA



Unibertsitatean indarrean dagoen Graduko eta lehenengo eta bigarren zikloko ikasketen gestiorako arautegiaren arabera, bi probetara ez aurkezteak ebaluazioaren deialdiari uko egitea suposatuko du eta Ez Aurkeztuta gisa agertuko da.

Laguntasunerako materiala: eGela plataforman utzitako dokumentuak.

Oinarrizko bibliografia

- Tapia Arantxa eta Florez J. (1995). Erregulazio Automatikoa, Elhuyar.

- Kuo B.C. (2003). Sistemas de control automático, Pearson Educación.

- Ogata K. (1998). Ingeniería de Control Moderna, Prentice-Hall (3. Edizioa).

- Ogata K. (1999). Problemas de Ingeniería de Control utilizando MATLAB, Prentice-Hall Iberia.

- Kuo B.C. (2003). Sistemas de Control Digital, CECSA.

Gehiago sakontzeko bibliografia

- Dorf. R.C. (1989). Sistemas Modernos de Control: Teoría y Práctica, Addison-Wesley.
- Lewis P.H. eta Yang C. (1999). Sistemas de Control en Ingeniería, Prentice-Hall.
- Franklin G.F., Powell J.D. eta Emami-Naeini A. (1991). Control de Sistemas Dinámicos con Retroalimentación, Addison-Wesley Iberoamericana (1. Edizioa).
- Tapia Arantxa, Florez J. eta Tapia G. (2007). Kontrol Digitalaren Oinarriak, Elhuyar Edizioak.
- Dorsey J. (2005). Sistemas de Control Continuos y Discretos, McGraw-Hill.

Aldizkariak

- International Journal of Electrical Engineering Education (IJEEE).
- IEEE Transactions on Education.
- IEEE Control Systems Magazine.

Web helbideak

- Control Tutorials for Matlab, Carnegie Mellon, University of Michigan:
http://www.engin.umich.edu/group/ctm/index.html

- Control engineering tutorials:
http://www.controleng.com/channels/tutorials.html

- MATLAB:
http://www.mathworks.com