Esta guía proporciona unas orientaciones generales para estudiar la asignatura. Se recomienda que realice una lectura completa de la misma para que se forme una idea completa de la temática de la asignatura y el plan de trabajo a seguir para alcanzar los objetivos fijados.

La asignatura “Control híbrido” se imparte en el segundo cuatrimestre del curso, consta de seis créditos y tiene carácter optativo. Está orientada a introducir al estudiante los conceptos fundamentales relacionados con los sistemas híbridos, esto es sistemas dinámicos que involucran la interacción de estados continuos y estados discretos. Se mostrarán aplicaciones donde este tipo de dinámicas juegan un papel fundamental. En el curso se introducirán métodos generales para modelar y simular sistemas híbridos así como para investigar propiedades de este tipo de sistemas tales como la existencia de soluciones, alcanzabilidad y decidibilidad. Los métodos se mostrarán sobre aplicaciones motivadoras para su estudio. Los estudiantes que completen de forma satisfactoria el curso deberían ser capaces de apreciar la diversidad de fenómenos que surgen en los sistemas híbridos y como entidades “discretas” tales como el concepto de autómata coexisten con entidades y conceptos “continuos” tales como las ecuaciones diferenciales.

La asignatura “Control híbrido” pertenece a la materia “Control” que se ubica a su vez dentro del módulo del mismo nombre. Este módulo incluye además las asignaturas de “Control multivariable”, “Control inteligente” y “Control no lineal”.

La importancia, ubicuidad y complejidad de los sistemas empotrados está creciendo enormemente gracias a la revolución en la tecnología digital. Esto ha creado la necesidad de técnicas de diseño que puedan garantizar especificaciones de seguridad y de comportamiento. La teoría de los sistemas híbridos aborda este problema al proporcionar un marco matemático para analizar sistemas con dinámicas continuas y discretas que interaccionan. Un sistema híbrido captura el acoplamiento entre la computación digital y el entorno físico analógico inherente en muchos de los sistemas de tiempo real de hoy día. La teoría de los sistemas híbridos tiene un gran número de aplicaciones en áreas tales software en tiempo real, sistemas empotrados, robótica, mecatrónica, aeronáutica y control de proceso.

Los sistemas híbridos se modelan como autómatas híbridos que pueden representarse como un grafo dirigido con dinámicas continuas asociadas con cada nodo del grafo. El flujo continuo evoluciona de acuerdo con la ecuación diferencial especificada en el nodo actual del grafo. Cuando ciertas condiciones se cumplen, puede tener lugar una transición discreta de un nodo a otro si los nodos están conectados por medio de una arista. El flujo continuo se fuerza entonces a satisfacer la ecuación diferencial en el nuevo nodo. Dependiendo del número de estados discretos (nodos) y la ecuación diferencial en cada estado, el autómata híbrido puede mostrar una conducta más o menos compleja. Los casos límite son de un lado un autómata híbrido con solo un estado discreto y ninguna arista y de otro un autómata híbrido con dinámica continua trivial (x´= 0) en cada estado discreto. El primer caso corresponde a un sistema dinámico de tiempo continuo y el segundo a un sistema puramente discreto.

La inclusión de esta asignatura en el plan de estudios persigue los siguientes objetivos generales: 

•  Adquirir conceptos básicos sobre la teoría y conceptos fundamentales utilizados en el control de sistemas híbridos.
•  Proporcionar herramientas y conocimientos necesarios para otras asignaturas que forman parte de este master.
•  Ayudar a adquirir las competencias genéricas y específicas propias de este master     

Los dos primeros objetivos son propios de cualquier enseñanza tradicional de carácter técnico. En el tercer objetivo se menciona la adquisición de competencias propias de las enseñanzas impartidas en el Espacio Europeo de Educación Superior. En este sentido, la asignatura “Control híbrido” contribuye al desarrollo de las siguientes competencias específicas planteadas en el plan de estudios del Master:

•  Búsquedas bibliográficas
•  Presentación de resultados de investigación
•  Métodos de diseño de sistemas de control no convencionales
•  Sintetizar nuevos algoritmos de control
•  Analizar el comportamiento de sistemas de control híbrido
•  Utilizar herramientas de CACSD