Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
Tancar
Menú
Identificació

Estudia a la UdG

Dades generals

Curs acadèmic:
2020
Descripció:
El cos humà, al igual que el d’altres essers vius i, en particular els mamífers, manté un funcionament i una homeòstasi estable, eficient i gairebé òptima davant les pertorbacions externes i internes mitjançant diferents sistemes biològics que van des de sistemes fisiològics a gran escala (sistemes nerviós, endocrí, immunitari, circulatòri, respiratori, etc.), al nivell cel·lular (regulació del creixement i la proliferació, reparació de danys en l'ADN, etc.) i al nivell sub-cel·lular (expressió gènica, síntesi de proteïnes, regulació dels metabòlits, etc.). En aquesta assignatura es donarà una perspectiva des de l’enginyeria de control, d’aquests mecanismes de retroalimentació o retroalimentació que permeten funcionar el cos humà. Des d’aquesta perspectiva, moltes malalties es poden veure com a conseqüència de un mal funcionament d’un o diversos d’aquests sistemes de control. Per exemple, la hipertensió és el resultat d’un mal funcionament del sistema de control de pressió arterial, o la diabetis és una fallada del sistema de control de glucosa a la sang. Així, el objectiu general del curs és proporcionar un enfocament d’enginyeria sobre el funcionament del cos humà i les malalties i el disseny de tractaments efectius utilitzant el modelatge matemàtic i els principis de l’enginyeria de control. En aquesta assignatura es pretén comprendre aquests sistemes de control. L’anàlisi del sistemes de control permetrà obtenir models matemàtics dels processos biològics, simular-los i dissenyar sistemes de control per recuperar l’homeostàsi. S’examinaran problemes de complexitat creixent i conceptes matemàtics com linealitat / no linealitat, resposta impulsional, transformades de Laplace i anàlisis i disseny de sistemes de control, sempre amb exemples provinents de la fisiologia humana. Un 15% de l’assignatura (Tema 2: Homeòstasi) serà impartida des del Departament de Ciències Mèdiques, que aportaran l’explicació mèdica dels sistemes de control per mantenir la homeòstasi que hi ha en el cos humà.
Crèdits ECTS:
5

Grups

Grup EB

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
JOSE VEHI CASELLAS
Idioma de les classes:
Català (70%), Anglès (30%)

Competències

  • CB01 Analitzar situacions complexes i dissenyar estratègies per resoldre-les
  • CB02 Planificar i organitzar les propostes i projectes
  • CB05 Prendre decisions per a la resolució de situacions diverses
  • CB07 Utilitzar tecnologies de la informació i la comunicació i especialment la programació i ús d'ordinadors
  • CB08 Recollir, seleccionar i organitzar informació de manera eficaç
  • CT06 Dissenyar propostes creatives
  • CES4 Desenvolupar algoritmes per al tractament i anàlisi de senyals i imatges biomèdiques
  • CES8 Especificar, dissenyar i avaluar dispositius i aplicacions informàtica per a teràpies biomèdiques
  • CES9 Especificar, dissenyar i avaluar sistemes assistits per ordinador i robotitzats; especialment els d'intervenció quirúrgica
  • CES10 Especificar, dissenyar i avaluar solucions informàtiques integrades per a la gestió dels processos de salut

Continguts

1. Introducció: Introducció als sistemes de control. Sistemes lineals, no-lineals, variants i invariants en el temps. Concepte de llaç obert i llaç tancat. Exemples.

2. Homeòstasi. Definició. Descripció dels mecanismes fisiològics responsables de la regulació en els diversos sistemes del cos humà. Exemples de feedback negatiu (temperatura del cos, tensió arterial, osmoregulació, pH, glucosa i oxigen a la sang, etc. ) i positiu (part, infart, etc.). Anàlisi de patoglogies com a fallades de sistemes de regulació i control. Estudi de casos.

3. Modelat matemàtic de sistemes. Tipus de models: lineals/no-lineals, invariants en el temps vs. variants, etc. Models compartimentals. Transformada de Laplace. Funció de transferència. Models en espai d’estats.

4. Anàlisi de sistemes de control. Anàlisi en el domini del temps: Resposta temporal. Estabilitat. Anàlisi freqüencial de sistemes: diagrames polars, diagrames de Bode. Identificació de sistemes.

5. Disseny de sistemes de control. Disseny temporal de sistemes de control. Disseny freqüencial. Casos d’estudi de disseny.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Hores virtuals amb professor Total
Anàlisi / estudi de casos 4,00 23,00 10,00 37,00
Prova d'avaluació 4,00 20,00 0 24,00
Resolució d'exercicis 0 14,00 8,00 22,00
Sessió expositiva 0 9,00 18,00 27,00
Sessió pràctica 6,00 9,00 0 15,00
Total 14,00 75,00 36,00 125

Bibliografia

  • Dorf, Richard C.. (2005). Sistemas de control moderno (10ª ed.). Madrid [etc.]: Prentice Hall. Catàleg
  • Ogata, Katsuhiko. (2010). Ingeniería de control moderna (5ª ed.). Madrid [etc.]: Pearson Prentice Hall. Catàleg
  • Michael C. K. Khoo (2018). Physiological Control Systems: Analysis, Simulation, and Estimation (2nd Edition). Wiley-IEEE Press.

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat % Recuperable
Estudi d'un exemple d'homeostasi Presentació d'un treball sobre un sistema del cos humà que mantingui l'homeòstasi 15 No
Pràctiques de laboratori Caldrà presentar informes previs i també després de les sessions 20 No
Cas estudi de disseny d'un sistema de control Es presentarà un estudi de disseny de sistema de control i laseva implementació en Matlab/Simulink 35 No
Prova d'avaluació continuada 1 Exàmen d'avaluació del continguts fins el moment de l'avaluació 15 No
Prova d'avaluació continuada 2 Exàmen d'avaluació del continguts de tot el curs 15 No

Qualificació

Avaluació continuada. La nota de l'assignatura serà la mitjana ponderada de les activitats d'avaluació. Totes les activitats d'avaluació son no recuperables.

Cal lliurar els treballs, exercicis i informes en els terminis establerts. En cas contrari serán qualificats amb una nota de 0 punts i no es podran recuperar.
El lliurament caldrà fer-lo a través de Moodle. No s'acceptaràn lliuraments per correu electrònic o qualsevol altre mitjà que no sigui el Moodle.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
La nota d'un alumne és NP ( no presentat) sempre que:
- No faci/lliuri cap prova d'avaluació o bé
- hagi fet 1/3 o menys de les activitats d'avaluació proposades a l'assignatura.

Avaluació única:
Qui no pugui acollir-se al mètode d'avaluació continuada, haurà de sol·licitar "AVALUACIÓ ÚNICA" en el moment i amb el procediment que l'EPS estableixi. Si direcció accepta que es donen les condicions per una avaluació única, l'estudiant tindrà dret a un examen que formarà el 100% de la nota.
Els alumnes que demanin avaluació única hauran de fer un únic examen, on s'avaluarà el contingut de tot el curs (teoria, problemes i pràctiques). L'examen es realitzarà el dia de la prova fixat per l'EPS.

La nota mínima per superar la prova és de 5 punts.
L'avaluació única correspon a una activitat d’avaluació recuperable.

Requisits mínims per aprovar:
Per considerar superada l’assignatura, caldrà obtenir una qualificació mínima de 5.0

Tutoria

S'atendran dubtes durant les sessions presencials de problemes i les virtuals de teoria i pràctiques.
Les tutories es realitzaran presencialment als espais habilitats de l'EPS o també de manera virtual, en funció de l'escenari de la pandèmia.

Per concretar tutories hi ha dues opcions:

1. Enviar un correu electrònic al professor amb qui es vol fer la consulta i especificar la disponibilitat horària (tant presencial com no presencial).

2. Usar l'aplicatiu de tutories del Moodle
Tota la comunicació i avisos en relació a l'assignatura es trobaran en el tauler d'Avisos i notícies de l'assignatura.

Comunicacio i interacció amb l'estudiantat

La comunicació i interacció amb l’estudiant es realitzarà presencialment i virtualment i s’utilitzarà el fòrum d’avisos i notícies del moodle, videoconferències i correu electrònic.

Assignatures recomanades

  • Anatomofisiologia 1
  • Anatomofisiologia 2
  • Electrònica analògica
  • Fonaments d'electrònica
  • Instrumentació electrònica
  • Teoria de circuits

Modificació del disseny

Modificació de les activitats:
Escenari 100% presencial:
- totes les activitats docents i d'avaluació es realitzaran de forma presencial.

Modificació de l'avaluació:
En el cas que es passi a 100% presencial:
- Totes les activitats passaran a realitzar-se de manera presencial
Els % de les activitats d'avaluació no es veuran modificats per canvis d'escenari.

Tutoria i comunicació:
En el cas que es passi a 100% presencial:
- Es manté el procediment per concertar tutories i els canals de comunicació.