Modelado y Simulación de Sistemas Dinámicos
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• 2 - Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmica numérica; estadística y optimización.
• 25 - Conocimiento y capacidad para el modelado y simulación de sistemas.

• T3 - Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
• T4 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Electrónica Industrial.
• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O1 - Capacidad de análisis y síntesis.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
• O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.

• CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
• CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CONTENIDOS TEÓRICOS.

Unidad Didáctica I: Modelado de sistemas de eventos discretos e Identificación de sistemas lineales
- Profesor/a: Roberto Luis Marichal Plasencia

- Temas

TEMA 1. INTRODUCCIÓN.

Definición de modelado y simulación.
Determinación de Ecuaciones de Estado.
Ejemplos de Sistemas


TEMA 2. REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS MEDIANTE REDES DE PETRI.


Los sistemas de eventos discretos y su representación formal.
Definición de la red de Petri generalizada. Conceptos dinámico-estructurales: marcado. 
Sensibilización de transiciones. Reglas de evolución.
Secuencia de disparo. Vector característico de una secuencia de disparo.
Ecuación de estados. Red de Petri interpretada.

TEMA 3. ANÁLISIS DE REDES DE PETRI.


Propiedades básicas de una red de Petri. Vivacidad, ciclicidad, conservativa, limitación, conflictividad,exclusión mutua.
Análisis enumerativo de una red de Petri. Grafo de marcados. Análisis de vivacidad,ciclicidad y conflictividad.
Análisis estructural de propiedades globales. Red repetitiva. Red conservativa.
Análisis estructural de propiedades locales. Invariantes de marcado. Condición necesaria para la alcanzabilidad. Condición suficiente para la verificación de aserciones.

TEMA 4. MODELADO EXPERIMENTAL MEDIANTE TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN.


Introducción a la identificación de sistemas.
Clasificación de los métodos de identificación.
Introducción a la transformada z.
Método de los mínimos cuadrados.

Unidad Didáctica II: Modelado y Análisis de Sistemas Dinámicos
- Profesor/a: Roberto Luis Marichal Plasencia

Temas.

TEMA 5. ANÁLISIS DE SISTEMA DINÁMICOS.

Estabilidad de sistemas lineales y no lineales.
El método de linealización.
Función de Lyapunov.
Teorema de Lyapunov y aplicaciones en Control.

Unidad Didáctica II!: Simulación Estadistica de Sistemas Dinámicos

- Profesor/a: Iván Castilla Rodríguez

Temas:

TEMA 6. MODELOS ESTADÍSTICOS EN LA SIMULACIÓN DE SISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS.

Los estudios de simulación.
La simulación de eventos discretos y sus perspectivas.
Repaso de nociones básicas de estadística.
Distribuciones de probabilidad de interés.
Test de hipótesis y pruebas de bondad de ajuste.
Generación de números pseudoaleatorios.

TEMA 7. ANÁLISIS, MEJORA Y VALIDACIÓN DE LOS RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN ESTADÍSTICA.

Diseño experimental.
Métodos de reducción de la varianza.
 Análisis de sensibilidad. Validación de la simulación.



CONTENIDOS PRÁCTICOS:

Profesor: Roberto Luis Marichal Plasencia.

- Prácticas de creación y análisis de Redes de Petri.
- Prácticas de análisis de sistemas dinámicos.

Profesor: Iván Castilla Rodríguez.

- Proyecto utlizando software de simulación 





 

Profesores: Roberto Luis Marichal Plasencia, Iván Castilla Rodríguez

- Consulta bibliográfica. Tutoriales

-Utilización de herramienta informáticas en inglés.

La metodología consiste en impartir en las clases teóricos/prácticas los contenidos teóricas, simultaneándolo con el planteamiento de diversos problemas prácticos desarrollados por el Profesor. Por otra parte, en las clases prácticas específicas, se utilizarán distintas herramientas de software donde se refleje la visión práctica de los contenidos teóricos.


 

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	15,00	0,00	15,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O7], [O6], [O1], [25], [2]
Clases prácticas en aula a grupo mediano o grupo completo	12,00	0,00	12,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [T9], [T3], [25], [2]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	40,00	40,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [O1], [T4], [T3], [25], [2]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	15,00	15,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O7], [O6], [O1], [T9], [T4], [T3], [25], [2]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	19,00	19,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [T9], [T4], [T3], [25], [2]
Preparación de exámenes	0,00	16,00	16,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [T9], [T4], [T3], [25], [2]
Realización de exámenes	3,00	0,00	3,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O7], [O6], [O1], [T4], [T3], [25], [2]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	3,00	0,00	3,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [O1], [T4], [T3], [25], [2]
Prácticas de laboratorio o en sala de ordenadores a grupo reducido	27,00	0,00	27,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [T9], [T3], [25], [2]
Total horas
Total ECTS

“Las redes de Petri en la automática y en la informática”, M. Silva, 1985, Editorial AC.
 
“Modelado y Simulación. Aplicación a procesos logísticos de fabricación y servicios”. Antoni Guash, Miguel Ángel Piera, Josep Casanovas, Jaime Figueras, 2002. Ediciones UPC.
“Simulation and Modeling of Continuous Systems”.  D. Matho,   R. Karba, B.
Zupanic.  Prentice-Hall, 1992.






 
"Identificación y control adaptativo", Alberto Aguado Behar, Miguel Martínez Iranzo, Editorial: Madrid : Prentice-Hall, 2003

"Discrete-time control systems",  Katsuhiko Ogata (1987) Editorial: New Jersey Prentice Hall International, cop., 1987.
 
“Introducción a la dinámica de Sistemas”, J. Aracil, 1992. Alianza
 
“Simulación”, S.M. Ross, 1999. Prentice Hall.
“Simulation with Arena”,  W.D. Kelton, R.P. Sadowski,  D.A. Sadowski, 1998 McGraw Hill.

 

Página utilizada en la Unidad Didáctica I

WoPeD
Página utilizada en la Unidad Didáctica III

Arena
Programa utilizado en las prácticas de la Unidad Didáctica I

Matlab/Simulink
Programa utilizado en las prácticas de la Unidad Didáctica II

WxMaxima

 

La Evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluacióny Calificación de la Universidad de La Laguna (Boletín Oficial de la Universidad de La Laguna de 23 de junio de 2022), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación o Modificación vigente.
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Evaluación Continua.

La evaluación continua consistirá  en las siguientes pruebas con sus correspondientes ponderaciones:

• Prueba Teórica: 40% de la nota final.

• Tareas: Las Tareas se plantearán en el campus virtual, estás consistirán en la realización de informes y ejercicios. Además el número total de tareas serán tres y cada una de ellas se ponderará con un 20% de la nota final.

Los requisitos mínimos para aprobar la evaluación continua son los siguientes:

- Realizar una tarea correspondiente a la evaluación continua.
- Nota mínima de un 5.0 en la prueba teórica.
- Nota mínima de un 5.0 de media en las tres tareas planteadas en la evaluación continua.

Por otra parte, se considera que el estudiante se ha presentado al 50% de las pruebas de la Evaluación Continua una vez haya realizado; una tarea y la prueba teórica o las tres tareas de la EC.
La modalidad de evaluación continua descrita se mantendrá en la segunda convocatoria.

Evaluación Única.

Esta modalidad consistirá en la realización de tres  tareas y de una prueba teórica. Las tareas ponderarán un 20 % cada una y la prueba teórica un 40 % permitiendo  al alumnado la obtención de una calilificación entre 0 y 10 puntos.

 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de desarrollo	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [O1], [T4], [T3], [25], [2]	Resolución de tres problemas asociados a cada unidad didáctica.	40,00 %
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas	[CB5], [CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O8], [O7], [O6], [O1], [T9], [T4], [T3]	Resolución de tres tareas relacionados con las prácticas correspondientes a cada unidad didáctica.	60,00 %

La asignatura se desarrolla a lo largo de las 15 semanas del primer cuatrimestre según la estructura que se expone a continuación:

• 2 horas a la semana de clases de teoría/práctica.

• 2 horas de problemas de simulación y/o de laboratorio en grupo reducido impartida en aula de ordenadores a asignar (en caso de estar disponible) .

Esta planificación puede sufrir cambios por problemas de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	1	Clases Teóricas/Problemas:   Introducción de modelado de simulación de sistemas. Determinación de ecuaciones de estado y ejemplos.	2.00	2.00	4.00
Semana 2:	2	Clases Teóricas/Problemas:   Introducción a las Redes de Petri   Clases Prácticas Específicas:   Diseño de Redes de Petri mediante un simulador	3.00	3.50	6.50
Semana 3:	3	Clases Teóricas/Problemas:   Análisis de Propiedades básicas de Redes de Petri..   Clases Prácticas Específicas:   Diseño de Redes de Petri mediante un simulador (Continuación)	4.00	3.50	7.50
Semana 4:	3	Clases Teóricas/Problemas:   Análisis enumerativo de Redes de Petri   Clases Prácticas Específicas:   Análisis de Redes de Petri mediante un simulador	4.00	3.50	7.50
Semana 5:	3	Clases Teóricas/Problemas:   Análisis estructural de las Redes de Petri   Clases Prácticas Específicas:   Análisis de Redes de Petri mediante un simulador (continuación)	4.00	3.50	7.50
Semana 6:	3	Clases Teóricas/Problemas:   Introducción a la identificación de sistemas. Mínimos cuadrados   Clases Prácticas Específicas:   Aplicación de Mínimos Cuadrados con Matlab/Simulink.	4.00	3.50	7.50
Semana 7:	5	Clases Teóricas/Problemas:   Análisis de estabilidad de sistemas lineales con el método de linealización.   Clases Prácticas Específicas:   Análisis de sistemas no  lineales con el software WxMaxima	4.00	3.50	7.50
Semana 8:	5	Clases Teóricas/Problemas:   Análisis de estabilidad de sistemas lineales con el método de linealización (continuación)   Clases Prácticas Específicas:   Análisis de sistemas no  lineales con el software WxMaxima	4.00	3.50	7.50
Semana 9:	5	Clases Teóricas/Problemas:   Método de Lyapunov   Clases Prácticas Específicas:   Comparar sistemas no  lineales con su sistema equivalente linealizado el software WxMaxima Entrega Tarea 1	4.00	8.00	12.00
Semana 10:	5,6	Clases Teóricas/Problemas:   Método de Lyapunov Aplicaciones en Control Introducción de simulación   Clases Prácticas Específicas:   Comparar sistemas no  lineales con su sistema equivalente linealizado el software WxMaxima (continuación) Introducción al software denominado Rockwell Arena para la Simulación.	4.00	3.50	7.50
Semana 11:	6	Clases Teóricas/Problemas:   Repaso de conceptos Estadísticos para la simulación.   Clases Prácticas Específicas:   Ejemplos de simulación en Rockwell Arena   Entrega Tarea 2	4.00	4.00	8.00
Semana 12:	6	Clases Teóricas/Problemas:   Diseño Experimental   Clases Prácticas Específicas:   Implementación práctica de sistemas de eventos discretos en Rockwell Arena.	4.00	12.00	16.00
Semana 13:	7	Clases Teóricas/Problemas:   Métodos de reducción de la varianza. Análisis de Sensibilidad y Validación.   Clases Prácticas Específicas:   Implementación práctica de sistemas de eventos discretos en Rockwell Arena. (Continuación)	4.00	4.00	8.00
Semana 14:	7	Clases Teóricas/Problemas:   Métodos de reducción de la varianza. Análisis de Sensibilidad y Validación (continuación).   Clases Prácticas Específicas:   Implementación práctica de sistemas de eventos discretos en Rockwell Arena. (continuación) Entrega Tarea 3	4.00	4.00	8.00
Semana 15:	Semanas 15 a 16	Evaluación y trabajo autónomo del alumnado	7.00	28.00	35.00
Semana 16 a 18:			0.00	0.00	0.00
Total			60.00	90.00	150.00