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Modelado y Simulación de Sistemas Dinámicos
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Modelado y Simulación de Sistemas Dinámicos CÓDIGO: 339393103
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
- Plan de Estudios: 2010 (publicado en 12-12-2011)
- Rama de conocimiento: Arquitectura e Ingeniería
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Arquitectura y Tecnología de Computadores
  • Ingeniería de Sistemas y Automática
- Curso: 3
- Carácter: Obligatoria
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.ull.es/view/centros/singind/Horarios_11/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e Inglés (0,3 ECTS en Inglés)


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura.


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: ROBERTO LUIS MARICHAL PLASENCIA
- Grupo: Teoría y Práctico (GTPA1) y Prácticas Especificas (GPE1, GPE2)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Zona de Despachos de la ETSII. 2ª planta del edificio de la ETSII
- Horario Tutoría: Martes y Miércoles de 10:00h a 13:00h. El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922 84 5039
- Correo electrónico: rlmarpla@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: IVAN CASTILLA RODRIGUEZ
- Grupo: Teoría y Práctico (GTPA1) y Prácticas Especificas (GPE1, GPE2)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
- Lugar Tutoría: Primera planta. Edificio Garoé
- Horario Tutoría: 1er Semestre: Presenciales lunes de 13:00 a 15:00; martes de 11:00 a 13:00; Virtuales jueves de 11:00 a 13:00 (Hangout con el email del profesor). 2º Semestre: Presenciales lunes de 11:00 a 14:00 y martes de 12:30 a 13:30. Virtuales martes de 13:30 a 15:30 (Hangout con el email del profesor). Incidencias: https://sites.google.com/a/ull.edu.es/icasrod/home/incidencias-tutorias
- Teléfono (despacho/tutoría): 922316502 (ext. 6989)
- Correo electrónico: icasrod@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Tecnología Específica: Electrónica Industrial
- Perfil profesional: Ingeniería Electrónica Industrial y Automática


5. Competencias
Básicas
[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.
Específicas
[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.
Generales
[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.
Transversales
[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.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
Unidad Didáctica I: Modelado y Análisis de Sistemas Dinámicos

- Profesor/a: Roberto Luis Marichal Plasencia

- Temas (epígrafes)

TEMA 1. INTRODUCCIÓN.

Definición de modelado y de simulación. Tipos de modelos a tratar en la asignatura.


TEMA 2. ANÁLISIS DE SISTEMA DINÁMICOS.

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


Unidad Didáctica II: Metodología de Redes de Petri para la Simulación de
Sistemas Dinámicos. Modelado Experimental mediante Técnicas
de Identificación.

- Profesor/a: Roberto Luis Marichal Plasencia

- Temas (epígrafes)

TEMA 4. 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. Extensiones de la red de Petri.

TEMA 5. ANÁLISIS DE REDES DE PETRI.

Propiedades básicas de una red de Petri. Vivacidad, ciclicidad, limitación, conflictividad, exclusión mutua. Análisis enumerativo de una red de Petri. Grafo de marcados. Análisis de vivacidad. Análisis de ciclicidad. Análisis de 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. Componentes conservativas. Conjunto fundamental de componentes conservativas. Análisis de propiedades: límite de un lugar, exclusión mutua, condición necesaria para la vivacidad.

TEMA 6. MODELADO EXPERIMENTAL MEDIANTE TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN.

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


Unidad Didáctica III: Simulación Estadistica de Sistemas Dinámicos

- Profesor/a: Iván Castilla Rodríguez

- Temas (epígrafes)

TEMA 7. 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 8. 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.
Actividades a desarrollar en otro idioma
Profesores: Roberto Luis Marichal Plasencia, Iván Castilla Rodríguez

- Consulta bibliográfica. Tutoriales

-Utilización de herramienta informáticas en inglés.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
La metodología consiste en ir explicando 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.


La asignatura participa en el Programa de apoyo a la docencia presencial mediante herramientas TIC. Donde se incluye tareas, foros, calificaciones y materiales didácticos en el Campus virtual de la Universidad de La Laguna.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  14.00      14  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [2], [25], [O1], [O6], [O7]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  38.00      38  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T9], [2], [25], [O6], [O7], [O8]
Realización de trabajos (individual/grupal)     40.00   40  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [2], [25], [O1], [O6], [O7], [O8]
Estudio/preparación clases teóricas     15.00   15  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [2], [25], [O1], [O6], [O7]
Estudio/preparación clases prácticas     19.00   19  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [2], [25], [O6], [O7], [O8]
Preparación de exámenes     16.00   16  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [2], [25], [O6], [O7], [O8]
Realización de exámenes  5.00      5  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [2], [25], [O1], [O6], [O7]
Asistencia a tutorías  3.00      3  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [2], [25], [O1], [O6], [O7], [O8]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica

“Simulation and Modeling of Continuous Systems”.  D. Matho,   R. Karba, B. Zupanic.  Prentice-Hall, 1992.

“Las redes de Petri en la automática y en la informática”, M. Silva, 1985, Editorial AC.

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

“Modelado y Simulación. Aplicación a procesos logísticos de fabricación y servicios”. Antoni Guash, Miguel Ángel Piera, Josep Casanovas, Jaime Figueras, 2002. Ediciones UPC.



 

Bibliografía complementaria

“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.
 
"Discrete-time control systems" Katsuhiko Ogata (1987) Editorial: New Jersey : Prentice Hall International, cop., 1987.
Otros recursos
Programa utilizado en las prácticas de la Unidad Didáctica I

wxmaxima.sourceforge.net

Página utilizada en la Unidad Didáctica II

http://www.informatik.uni-hamburg.de/TGI/PetriNets/


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La Evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación inicial o posteriores modificaciones.

La evaluación de la asignatura es continua y consiste en las siguientes pruebas con su correspondiente ponderación:

• 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. 60 % de la nota final.

Requisitos mínimos para acceder a la evaluación continua de la asignatura:
- Realizar una tarea correspondiente a la evaluación continua.

Para aprobar es necesario obtener una nota mínima de 5.0 en la prueba teórico.

Evaluación Alternativa:

Los alumnos podrán entregar las tareas en todas las convocatorias acorde a un plazo temporal de subida en el campus virtual y deberán realizar una prueba teórica.




Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas de desarrollo  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [2], [25], [O1], [O6], [O7], [O8]   Resolución de tres problemas asociados a cada unidad didáctica.    40% 
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas  [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [O1], [O6], [O7], [O8]   Resolución de tres tareas relacionados con las prácticas correspondientes a cada unidad didáctica.   60% 


10. Resultados de Aprendizaje
 El estudiante sea capaz de modelar un sistema dinámico.

Analizar cualquier sistema dinámico tanto lineal como no lineal.

Plantear sistemas de Eventos Discretos mediante redes de Petri.

Modelar sistemas en base a resultados empíricos.

Estudiar sistemas de Eventos Discretos mediante métodos estadísticos.

Capacidad de modelar y simular en el entorno Arena.  


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 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) .
 

Primer Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  Tema 1   Clases Teóricas/Problemas: Introducción de modelado de simulación de sistemas.

Clases Prácticas Específicas: Introducción al software denominado WxMaxima utilizado en el análisis de sistemas dinámicos. 
 2.00   3.50   5.5 
Semana 2:  Tema 2    Clases Teóricas/Problemas: Análisis de estabilidad de sistemas lineales con el método de linealización.
Clases Prácticas: Análisis de sistemas lineales con el software WxMaxima 
 2.00   3.50   5.5 
Semana 3:  Tema 2   Clases Teóricas/Problemas: Método de Lyapunov.
Clases Prácticas Específicas:  
 4.00   3.50   7.5 
Semana 4:  Tema 3   Clses Teóricas: Análisis de sistemas no lineales con el software WxMaxima   4.00   3.50   7.5 
Semana 5:  Tema3    Clases Prácticas Específicas:
Explicación de las tareas correspondientes a la Unidad Didáctica I en el aula virtual utilizando el WxMaxima.
Entrega de la primera tarea correspondiente a la evaluación continua.
 
 4.00   13.00   17 
Semana 6:  Tema 4   Introducción a las Redes de Petri. Propiedades y características básicas.
Redes de Petri autónomas e interpretadas. Ejemplos de modelado. 
 3.00   5.40   8.4 
Semana 7:  Tema 4   Formalización de conceptos dinámico-estructurales. Reglas de evolución. Secuencia de disparo. Ecuación de estados. Práctica: estudio de aplicaciones en web Petri Nets.    4.00   5.40   9.4 
Semana 8:  Tema 5   Propiedades de las Redes de Petri. Análisis por enumeración. Grafo de marcados. Propiedades estructurales de las Redes de Petri.   4.00   5.40   9.4 
Semana 9:  Tema 5   Análisis matricial de una Red de Petri. Invariantes de disparo y de marcado. Análisis en base a invariantes. Alcanzabilidad. Validación de aserciones.   4.00   5.40   9.4 
Semana 10:  Tema 6   Introducción Identificación de Sistemas. Metodo mínimos cuadrados. Métodos mínimos cuadrados recursivo. Práctica identificación en Matlab.
Entrega de la segunda tarea correspondiente a la evaluación continua.



 
 4.00   5.40   9.4 
Semana 11:  Tema7    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.    4.00   4.00   8 
Semana 12:  Tema 7   Modelos Estadísticos en la Simulación de Sistemas de Eventos Discretos. Distribuciones de probabilidad de interés. Test de hipótesis y pruebas de bondad de ajuste. Generación de números pseudoaleatorios.    4.00   4.00   8 
Semana 13:  Tema 8   Análisis, mejora y validación de los resultados de la simulación estadística. Diseño experimental. Métodos de reducción de la varianza.    4.00   4.00   8 
Semana 14:  Tema 8   Análisis, mejora y validación de los resultados de la simulación estadística. Análisis de sensibilidad. Validación de la simulación.   4.00   4.00   8 
Semana 15:  Tema 8   Análisis, mejora y validación de los resultados de la simulación estadística.

Entrega de la tercera tarea correspondiente a la evaluación continua.

 
 4.00   4.00   8 
Semanas 16 a 18:  Prueba Objetiva   Evaluación mediante realización de Prueba objetiva y trabajo autónomo del alumnado.   5.00   16.00   21 
Total horas 60 90 150


Fecha de última modificación: 27-07-2017
Fecha de aprobación: 27-07-2017