OHARRAK



Ez da ezinbestekoa euskaraz mintzatzea irakasgaia probetxuz jarraitzeko. Egia esan, nahikoa da ulertzearekin. Irakasgaia "gaztelania lagunkoi" gisa proposatzen da, ikasleei hurrengo aukerak eskainiz:



- Dituzten zalantzak gaztelaniaz planteatzea klase magistraletan eta laborategiko saiotan nahiz tutoretzetan, eta zalantza horiei emandako azalpenak gaztelaniaz jasotzea.



- Irakasgaiaren berezko terminologia teknikoa euskaraz ez ezik, gaztelaniaz ere jasotzea.



- eGela plataforman utzitako materiala euskaraz nahiz gaztelaniaz eskuragarri izatea.



- Froga eta azterketa idatziak gaztelaniaz egitea.



________________________________________________________________________________________________





OBSERVACIONES



No es imprescindible hablar en euskera para seguir la asignatura con aprovechamiento. En realidad, es suficiente con entenderlo. En este sentido, la asignatura se plantea como "castellano amigable", lo que permitiría al alumnado



- Plantear sus dudas en castellano durante las sesiones magistrales y sesiones prácticas de laboratorio, así como en las tutorías, y recibir las aclaraciones a dichas dudas en castellano.



- Recibir toda la terminología técnica propia de la asignatura no solo en euskera, sino también en castellano.



- Disponer del material depositado en la plataforma eGela tanto en euskera como en castellano.



- Realizar las pruebas y exámenes escritos en castellano.



________________________________________________________________________________________________





Irakasgaiaren segimendu egokia egiteko, ezinbestekotzat jotzen da aldez aurretik 3. ikasturteko "Erregulazio Automatikoa" derrigorrezko irakasgaia ikasita izatea. "Kontrol Digitala" "Erregulazio Automatikoa" irakasgaian azaldutako erreminta eta metodoetan oinarrituz eraikitzen da, baina erreminta nahiz metodo horiek eremu analogikotik digitalera egokituz.



Kontrol-sistema digital ororen muina euskarri digital batean --mikrokontrolagailu batean, esate baterako-- programatutako kontrol-algoritmo bat da. Ondorioz, "Kontrol Digitala" hertsiki lotuta dago 3. ikasturteko "Elektronika Digitala", "Sistema Elektroniko Digitalak" eta "Industria Informatika" derrigorrezko irakasgaiekin. Testuinguru honetan, gomendagarria kontsideratzen da, nahiz eta ez behar-beharrezkoa, gutxienez "Sistema Elektroniko Digitalak" ikasita izatea.



Kontrol-ingeniaritzaren alorreko irakasgaia izaki, "Kontrol Digitala" erlazionatuta dago 4. ikasturteko "Técnicas Avanzadas de Control/Kontrolaren Teknika Aurreratuak" hautazko irakasgaiarekin ere. Dena den, biak ere hautazko irakasgaiak direnez, bietako edozein jarraitu ahal izan dadin diseinatuta daude, horretarako bestea aldez aurretik ikasi beharrik gabe. Hautazko irakasgai batean ekiten bazaio ere, egia esan, kontrol digitala edo kontrol diskretua kontrol-ingeniaritzaren funtsezko diziplina bat da eremu profesionalarentzat, gaur egungo kontrol-sistema gehien-gehienak digitalak baitira. Kontrol-sistema analogikoen agerpena kontrol-seinalea abiadura estratosferikoz kalkulatu behar duten prozesu kritikoetara baztertuta dago ia.



Azkenik, jarduera profesionalari dagokionez, irakasgaia bideratua dago ikasleek bertan ikasitako teknologia horizontala, mota guztietako prozesutan aplika daitekeena, beraien bizitza profesionalean integratzeko gaitasunak eskura ditzaten. Testuinguru honetan, hurrengo jarduera-arloak kontsidera litezke: ekoizpen-prozesu automatikoen kudeaketa, bulego teknikoaren zuzendaritza, energiaren kudeaketa eta kontrola, sistema adimendunak, segurtasun-sistema integratuen koordinazioa, mantentze-lanen buruzagitza, fabrikaziorako ekipamenduak, makina elektrikoak, ikerketa eta garapena, etab.

Irakasgaia ikasteari probetxu ateratzeko, "Erregulazio Automatikoa" gainditua izatea gomendatzen da.



"Kontrol Digitala" irakasgaia gainditutakoan, ikasleek bereganatuko dituzten ikasgaia ikastearen berariazko emaitzak hurrengoak dira:



- IIE-KD1: Laginketa prozesua aztertu, kontrol-sistema digital batek bere baliokide analogikoarekiko dakartzan berezitasunak identifikatzeko asmoz.



- IIE-KD2: Kontrol-sistema analogikoen analisi eta diseinurako jadanik ezagunak diren teknikak egokitu, kontrol-sistema digitaletan aplikatzearren.



- IIE-KD3: Euskarri digitaletan inplementa daitezkeen kontrol-egiturak diseinatu, jatorrizko sistemen portaera iragankor nahiz iraunkorra hobetzeko.



- IIE-KD4: Diseinatutako kontrolagailu digitalak konputagailu, mikrokontrolagailu, seinale-prozesagailu digital eta automata logiko programagarriak bezalako euskarritan gauzatzearren aztertu beharreko oinarrizko alderdi praktikoak balioetsi.



Industria Elektronika berariazko moduluaren gaitasunei dagokienez, hurrengoei ekiten zaie irakasgaian:



- TEEOI7: Sistemen ereduztapen eta simulaziorako ezaguera eta gaitasuna.



- TEEOI8: Ezaupideak erregulazio automatikoaz eta kontrol-teknikez, eta beroien aplikazioa industria automatizaziora.



- TEEOI11: Kontrol- eta industria automatizazio-sistemak diseinatzeko gaitasuna.



Horietaz gain, Industria Elektronika berariazko modulu berari dagokion hurrengo irakasgaia ikastearen emaitza lortzen ere parte hartzen da:



- IIE-EEI5: Kontrol-sistemak aztertu, diseinatu, simulatu eta inplementatzea.



Azkenik, "Kontrol Digitala"-ren segimendu egokiak hurrengo zeharkako gaitasuna eskuratzen laguntzen du:



- C12: Laneko jarrera arduratsua eta ordenatua izatea, eta beti ikasteko prest agertzea, etengabeko prestakuntzak dakarren erronka kontuan hartuta.

Aurreko atalean ezarritako irakasgaia ikastearen emaitzak eta gaitasunak landu asmoz, hurrengo ikasgai-zerrenda teorikoa eta praktikoa proposatzen dira:





IKASGAI-ZERRENDA TEORIKO ETA GELAKO PRAKTIKOA



0 Gaia: Irakasgaiaren Aurkezpena

Irakasgaia ikastearen berariazko emaitzak. Ikasgai-zerrenda teoriko eta praktikoa. Ebaluazio metodoak. Gomendatutako bibliografia.



1 Gaia: Kontrol Digitalerako Sarrera

Orokortasun garrantzitsuak. Konputagailu digitala kontrol-begiztan: lagingailua eta bihurgailu analogiko/digitala (ADC); euskailua eta bihurgailu digital/analogikoa (DAC).



2 Gaia: Sistema Laginduen Tratamendu Matematikoa

Laginketa-prozesu idealaren maiztasun-analisia. Jatorrizko seinale analogikoaren eta lagindutako seinalearen espektroak: "aliasing" fenomenoa eta Nyquist-Shannon-en laginketaren teorema. "Aliasing" fenomenoaren adibideak. Lagindutako seinalearen Laplace-ren transformatuaren oinarrizko propietateak eta horien ondorioak. Jatorrizko seinalearen berregituraketa: zero nahiz lehen ordenako euskailuen funtzionamenduak eta maiztasun-erantzunak, eta zero ordenako euskailuaren transferentzia-funtzioa.



3 Gaia: Kontrol-Sistema Digitalak

Z transformatuaren beharra, definizioa eta kalkulua. s eta z planoen arteko korrespondentzia: egonkortze-denbora eta oszilazio-maiztasun konstanteko puntuen leku geometrikoak. Z transformatuaren teorema nagusiak. Osagai digitalak dituzten bloke-diagramen transferentzia-funtzio baliokide digitalak: laginketaren edo izartxoaren araua. Jauzi eran kokatutako transferentzia-funtzioen baliokide digitalak lagingailuen kopuru nahiz kokapenaren arabera. Bloke-diagramen aljebraren aplikazioa adibide errealista beraren bi aldakiri: kontrolagailu digitala nahiz perturbazio-sarrera analogikoa dituen begizta itxiko kontrol-sistema bati dagozkion transferentzia-funtzio baliokide digitalak.



4 Gaia: Sistema Diskretuen Denbora- eta Maiztasun-Analisia

Sistema diskretuen egonkortasun absolutua: W transformatua eta Routh-Hürwitz-en metodo egokitua. Poloen kokalekua s eta z planoetan, eta erantzun iragankorra. Erroen leku geometrikoaren egokitzapena sistema diskretuentzat: lagingailuen kopuru eta kokapenaren garrantzia. Adibideak: egonkortasun-eremua kontrolagailuaren irabaziaren arabera. Sistema diskretuen maiztasun-erantzuna eta egonkortasun erlatiboa. W transformatuaren bidezko Bode-diagramaren egokitzapena kontrolagailuen diseinurako.



5 Gaia: Kontrol-Sistema Digitalen Diseinua

Laginketa-periodoaren hautaketarako gidalerroak. Diseinu analogikoa eta ondorengo digitalizazioa: s aldagai jarraituaren Tustin-en hurbilketa eta Euler-en "forward" nahiz "backward" hurbilketak. Diseinu digital zuzena, erroen leku geometrikoan, "pick and place" robot jakin baten giltzaduretako bat posizionatzeko: aurreratze-konpentsadorea nahiz PD kontrolagailua maila erako erreferentzien jarraipenerako, eta aurreratze-atzeratze konpentsadorea nahiz PID kontrolagailua arrapala erako erreferentzien jarraipenerako. Diseinuaren ondorengo dominantziaren analisia. Aurreratze- nahiz atzeratze-konpentsadoreen diseinu digital zuzena, Bode-diagraman, haize-sorgailu baten ontzixka orientatzeko. Kontrolagailu digitalen inplementazioa: Z transformatua eta diferentzia-ekuazio linealak.





LABORATEGIKO IKASGAI-ZERRENDA PRAKTIKOA



Proiektua: Kontrolagailu Digital baten Diseinu, Simulazio, Prototipogintza Azkarra eta Mikrokontrolagailu bidezko Inplementazioa Bola-lebitadore Magnetiko batentzat

Bola-lebitadore magnetikoaren eredu matematiko ez linealaren aurkezpena. Eredu ez linealaren linealizazioa labitazio-puntuaren inguruan, eta eredu lineal hurbilduari dagokion transferentzia-funtzioaren ondorioztapena. PID motako kontrolagailu analogiko baten diseinua, polo eta zeroen esleipenaren metodoa aplikatuz, bolaren lebitazioa lortzearren. PID motako kontrolagailuaren simulazio bidezko baliozkotzea, plantaren eredu lineal hurbildua nahiz ez lineala erabiliz. PID motako kontrolagailuaren digitalizazioa inplementazio-metodo zuzena aplikatuz: mikrokontrolagailuan programatu beharreko diferentzia-ekuazioaren ondorioztatzea. Laginketa-periodoaren hautaketa eta "ringing" deribatiboa saihesteko baldintza gehigarria. PID motako kontrolagailu digitalaren simulazio bidezko baliozkotzea plantaren eredu ez linealean, bere portaera jatorrizko PID motako kontrolagailu analogikoarenarekin konparatuz. PID motako kontrolagailu digitalaren prototipogintza azkarra benetako bola-lebitadore magnetikoaren prototipoan: laginketa-periodoaren nahiz kontrol-seinalearen goi-mugaren doiketa fina. PID motako kontrolagailu digitalaren programazioa, C lengoaian, 32 bit-eko mikrokontrolagailu batean. Benetako bola-lebitadore magnetikoaren prototipoaren kontrola 32 bit-eko mikrokontrolagailuaren bitartez: laginketa-periodoaren behin-betirako doiketa fina.

Ikasleek irakasgaia ikastearen berariazko emaitzak lor ditzaten lagundu asmoz, irakaskuntzarako metodologia aktiboak erabiliko dira --problema eta proiektutan oinarrituta ikastearenak, zehazki-- hurrengo irakaskuntza-moten baitan:



- M: Klase Magistralak --aurrez aurreko 45 irakaskuntza-ordu--

Proposatutako ikasgai-zerrendari dagozkion oinarri teorikoen azalpena, horretarako esplikaziotan eta bereziki arbelean eginiko garapen matematikotan oinarrituta, baina diapositibekin nahiz bideo-proiektagailu bitartez proiektaturiko simulazioekin osatuz. Aipaturiko simulazioak exekutatzearren erabilitako fitxategiak eskuragarri utziko dira eGela plataforman. Horretaz gain, landutako kontzeptuak aplikatu eta barneratzen laguntzearren diseinatutako ariketa nahiz problema ahalik eta errealistenak planteatu eta arbelean oso-osorik ebatziko dira. Klase magistralen erakutsitako simulazio guztiak egikaritzearren erabilitako fitxategiak eskuragarri utziko zaizkie ikasleei eGela plataforman.



GL: Laborategiko Praktikak --aurrez aurreko 15 irakaskuntza-ordu--

Gelako saio praktikoetan ebatzitakoak baina zailagoa den problema --proiektu-- errealista bati ekiten zaio, helburu gehigarri gisa ikasleek bere kudeaketarako hurrengo prozesua barnera dezaten: problema ataza sinpleagotan zatitzea, horietako bakoitza problema independente gisa tratatu eta ebaztea, eta emaitza independente horiek guztiak integratzen dituen ebazpen bat proposatzea. Behin diseinatutako kontrol-eskema simulazio bidez baliozkotu ostean, esperimentalki ebaluatuko da laborategi-eskalako prototipo fisiko batean, datu-eskuratze txartel bat eta prototipogintza azkarraren teknika aplikatuz lehenbizi, eta 32 bit-eko mikrokontrolagailu bat C lengoaian programatuz ondoren. Behin proiektua amaitu ostean, berau simulazioan nahiz esperimentalki baliokotzearren behar diren fitxategiak eskuragarri utziko zaizkie ikasleei eGela plataforman.



Irakasgaiari 6 ECTS kredituko pisua esleitu zaionez, kontuan izan ikasleek lan pertsonalari batezbeste 90 ordu gehigarri eman beharko lizkioketela balioesten dela. Ordu gehigarri horiek klase magistraletan eta laborategiko praktiketan landutako edukien estudio sistematizatuari eskaini behar zaizkio, batik bat. Irakasle-taldearen tutoretzak --ikasleei aurrez aurreko klaseetan nahiz aipatutako estudio sitematizatuan zehar sortutako zalantzak argitzera bideratuta daudenak-- funtsezko erreminta gisa kontsideratu behar dira estudio sistematizatu horretan laguntzeko.

• Ebaluazio Jarraituaren Sistema
• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 80
  • Praktikak egitea (ariketak, kasuak edo buruketak) (%): 20

Lehentasunezko ebaluazio-sistema gisa, irakasgaiaren ebaluazio jarraitua egiten duena hartuko da. Ebaluazioa gauzatzeko, galdera teoriko-praktikoz eta problemez osatutako 2 idatzizko proba egingo dira, eta baita laborategiko saio praktikoetan garatu beharreko proiektuaren jarraipen zorrotza ere.



Laborategiko praktiketara bertaratzea derrigorrezkoa da. Gehienez, 2 falta onartzen dira, horietako 1 behar bezala justifikatu behar delarik.



Kalifikazio finala, hurrengo ebaluazio-jardueretan lortutako puntuazioak batzetik ateratzen dena izango da:



- Lehen idatzizko proba, irakasgaia irakasten hasi eta 8. astearen bukaeran: 4 puntu



- Bigarren idatzizko proba, ohiko deialdiari dagokion azterketaren data ofizialean: 4 puntu



- Laborategiko saio praktikoetan garatu beharreko proiektuaren jarraipena: 2 puntu



Irakasgaia gainditzeko, hurrengo hiru baldintzak bete behar dira aldi berean:



1.) 10etik 5 edo gehiagoko kalifikazio finala lortzea.



2.) 8 puntutik gutxienez 4 batzea bi idatzizko proba teoriko-praktikoen artean, bietako edozeinetan 4 puntutik 1,6z (% 40) azpiko kalifikazioa lortu gabe.



3.) 2 puntutik 1 edo gehiagoko kalifikazioa lortzea laborategiko saio praktikoetan garatu beharreko proiektuan.



Nahiz eta lehenengo baldintza bete, gainerako bietakoren bat betetzen ez bada, kalifikazio finala 10 puntutik 4koa (gutxiegi) izango da.



Lortutako kalifikazioen arabera, irakasgaia gainditzen ez duten ikasleek ezohiko deialdiari dagozkion hiru ebaluazio-jardueretatik bat edo bi ez egitea aukera dezakete, horrela nahi izanez gero, ebaluazio-jarduera horientzat ohiko deialdian lortutako kalifikazioak mantenduz. Zehaztuz, aukerak hurrengo bietan bil daitezke:



- Irakasgaia gainditzearren bete beharreko 2. baldintza betez gero, ez da beharrezkoa izango idatzizko proba teoriko-praktikorik errepikatzea.



- Edozein ebaluazio-jardueratan lor daitekeen kalifikazio maximoaren % 50a gutxienez lortuz gero, ez da beharrezkoa izango ebaluazio-jarduera hori errepikatzea.



Bestalde, ebaluazioari buruzko UPV/EHUko gaur egungo araudiak xedatzen du edozein ikaslek ebaluazio finaleko sistemaren bidez ebaluatua izateko eskubidea duela, aldez aurretik irakasle-taldeari idatzizko eskaera formala egiten badio. Aukera hori hautatzen duten ikasleek idatzizko bi proba teoriko-praktikoak azterketa finalari esleitutako data eta ordutegi ofizialetan egin beharko dituzte, bata bestearen segidan. Laborategiko saio praktikoetan garatu beharreko proiektuari dagokionez, horretarako ezartzen diren data eta ordutegian aurkeztu beharko du.





OHIKO DEIALDIARI UKO EGITEKO PROZEDURA



Ebaluazio-sistema jarraituari heltzen dioten ikasleek uko egin diezaiokete deialdiari, irakasgaiaren irakasle-taldeari idazki formal baten bitartez horren berri emanez, gutxienez irakasgaiaren azken eskola-saioa baino hilabete 1 lehenago.



Ebaluazio finaleko sistema hautatzen duten ikasleei dagokienez, nahikoa dute 2 idatzizko proba teoriko-praktikoetara ez aurkeztearekin deialdiari uko egiteko.



Aurreko bi kasuek ebaluazio-deialdiari uko egitea suposatuko dute, eta "ez aurkeztua" bezala agertuko dira espedientean.

Ezhoiko deialdian, ebaluazio finaleko sistema erabiliko da. Aipatutako ebaluazioa, ezohiko deialdian dagokion data ofizialean egingo dena, galdera teoriko-praktiko eta problemez osatutako idatzizko azterketa batean nahiz laborategiko praktiketan garatu beharreko proiektuaren aurkezpenean oinarrituz gauzatuko da.



Kalifikazio finala aipatutako ebaluazio-jardueretan lortutako kalifikazioak batzearen emaitza da:



- Galdera teoriko-praktiko eta problemez osatutako idatzizko azterketa: 8 puntu



- Laborategiko praktiketan garatu beharreko proiektuaren aurkezpena: 2 puntu

- UPV/EHU, "eGela 2023/2024. Kontrol Digitala", 2023. [Linean]. Non eskuragarri: https://egela2324.ehu.eus

Oinarrizko bibliografia

- A. Tapia, J. Florez eta G. Tapia, "Kontrol Digitalaren Oinarriak". Usurbil, Gipuzkoa: Elhuyar Fundazioa, 2007.



- B. C. Kuo, "Sistemas de Control Automático", 7ª ed. Naucalpan de Juárez, México: Prentice-Hall Iberoamericana, 1996.



- R. C. Dorf y R. H. Bishop, "Sistemas de Control Moderno", 10ª ed. Madrid, España: Pearson Educación, 2005.

Gehiago sakontzeko bibliografia

- B. C. Kuo, "Sistemas de Control Digital", 1ª ed. México DF, México: CECSA, 1997.

- J. R. Leigh, "Applied Digital Control: Theory, Design and Implementation," 2nd ed. Hemel Hempstead, UK: Prentice Hall International (UK) Ltd., 1992.

- K. Ogata, "Sistemas de Control en Tiempo Discreto", 2ª ed. Naucalpan de Juárez, México: Prentice Hall Hispanoamericana, 1996.

- D. Ibrahim, "Microcontroller Based Applied Digital Control." Chichester, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2006.

Aldizkariak

- International Journal of Electrical Engineering Education.

- IEEE Transactions on Education.

- IEEE Control Systems Magazine.

- Control Engineering.

Web helbideak

- Carnegie Mellon and University of Michigan, "Control tutorials for MATLAB & Simulink. Digital," 2023. [Linean]. Non eskuragarri: http://ctms.engin.umich.edu/CTMS. [Atzitua: 2023-05-22]

- Control Engineering, "Case studies," 2023. [Linean]. Non eskuragarri: https://www.controleng.com/case-studies. [Atzitua: 2023-05-22]