Ingeniería de control moderna /
Ogata, Katsuhiko 1925-
Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata. - 5ta. - Madrid : Pearson, 2010. - 894 p.
CONTENIDO
PROLOGO ix
CAPITULO 1. Introducción a los sistemas de control 1
1-1. Introducción 1
1-2. Ejemplos de sistemas de control 4
1-3. Control en lazo cerrado en comparación con control en lazo abierto 7
1-4. Diseño y compensación de sistemas de control 9
1-5. Contenido del libro 10
CAPITULO 2. Modelado matemático de sistemas de control 13
2-1. Introducción 13
2-2. Función de transferencia y de respuesta impulso 15
2-3. Sistemas de control automáticos 17
2-4. Modelado en el espacio de estados 29
2-5. Representación en el espacio de estados de sistemas de ecuaciones diferenciales escalares 35
2-6. Transformación de modelos matemáticos con MATLAB 39
2-7. Linealización de modelos matemáticos no lineales 42
Ejemplos de problemas y soluciones 45
Problemas 60
CAPITULO 3. Modelado matemático de sistemas mecánicos y sistemas eléctricos 63
3-1. Introducción 63
3-2. Modelado matemático de sistemas mecánicos 63
3-3. Modelado matemático de sistemas eléctricos 72
Ejemplos de problemas y soluciones 86
Problemas 97
CAPITULO 4. Modelado matemático de sistemas de fluidos y sistemas térmicos 100
4-1. Introducción 100
4-2. Sistemas de nivel de líquido 101
4-3. Sistemas neumáticos 106
4-4. Sistemas hidráulicos 123
4-5. Sistemas térmicos 136
Ejemplos de problemas y soluciones 140
Problemas 153
CAPITULO 5. Análisis de la respuesta transitoria y estacionaria 159
5-1. Introducción 159
5-2. Sistemas de primer orden 161
5-3. Sistemas de segundo orden 164
5-4. Sistemas de orden superior 179
5-5. Análisis de la respuesta transitoria con MATLAB 183
5-6. Criterio de estabilidad de Routh 212
5-7. Efectos de las acciones de control integral y derivativa en el comportamiento del sistema 218
5-8. Errores en estado estacionario en los sistemas de control con realimentación unitaria 225
Ejemplos de problemas y soluciones 231
Problemas 263
CAPITULO 6. Análisis y diseño de sistemas de control por el método del lugar de las raíces 269
6-1. Introducción 269
6-2. Gráficas del lugar de las raíces 270
6-3. Gráficas del lugar de las raíces con MATLAB 290
6-4. Lugar de las raíces de sistemas con realimentación positiva 303
6-5. Diseño de sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces 308
6-6. Compensación de adelanto 311
6-7. Compensación de retardo 321
6-8. Compensación de retardo-adelanto 330
6-9. Compensación paralela 342
Ejemplos de problemas y soluciones 347
Problemas 394
CAPITULO 7. Análisis y diseño de sistemas de control por el método de la respuesta en frecuencia 398
7-1. Introducción 398
7-2. Diagramas de Bode 403
7-3. Diagramas polares 427
7-4. Diagramas de magnitud logarítmica respecto de la fase 443
7-5. Criterio de estabilidad de Nyquist 445
7-6. Análisis de estabilidad 454
7-7. Análisis de estabilidad relativa 462
7-8. Respuesta en frecuencia en lazo cerrado de sistemas con realimentación unitaria 477
7-9. Determinación experimental de funciones de transferencia 486
7-10. Diseño de sistemas de control por el método de la respuesta en frecuencia 491
7-11. Compensación de adelanto 493
7-12. Compensación de retardo 502
7-13. Compensación de retardo-adelanto 511
Ejemplos de problemas y soluciones 521
Problemas 561
CAPITULO 8. Controladores PID y controladores PID modificados 567
8-1. Introducción 567
8-2. Reglas de Ziegler-Nichols para la sintonía de controladores PID 568
8-3. Diseño de controladores PID mediante el método de respuesta en frecuencia 577
8-4. Diseño de controladores PID mediante el método de optimización computacional 582
8-5. Modificaciones de los esquemas de control PID 590
8-6. Control con dos grados de libertad 592
8-7. Método de asignación de ceros para mejorar las características de respuesta 595
Ejemplos de problemas y soluciones 614
Problemas 641
CAPITULO 9. Análisis de sistemas de control en el espacio de estados 648
9-1. Introducción 648
9-2. Representaciones en el espacio de estados de sistemas definidos por su función de transferencia 649
9-3. Transformación de modelos de sistemas con MATLAB 656
9-4. Solución de la ecuación de estado invariante con el tiempo 660
9-5. Algunos resultados útiles en el análisis vectorial-matricial 668
9-6. Controlabilidad 675
9-7. Observabilidad 682
Ejemplos de problemas y soluciones 688
Problemas 720
CAPITULO 10. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados 722
10-1. Introducción 722
10-2. Asignación de polos 723
10-3. Solución de problemas de asignación de polos con MATLAB 735
10-4. Diseño de servosistemas 739
10-5. Observadores de estado 751
10-6. Diseño de sistemas reguladores con observadores 778
10-7. Diseño de sistemas de control con observadores 786
10-8. Sistema regulador óptimo cuadrático 793
10-9. Sistemas de control robusto 806
Ejemplos de problemas y soluciones 818
Problemas 855
APENDICE A. Tablas de la transformada de Laplace 859
APENDICE B. Método de desarrollo en fracciones simples 867
APENDICE C. Álgebra vectorial-matricial 874
BIBLIOGRAFIA 882
INDICE ANALITICO 886
9788483226605
SISTEMAS DE CONTROL
CONTROLADORES PID
MODELOS MATEMATICOS
SISTEMAS ELECTRICOS
SISTEMAS MECANICOS
SISTEMAS DE FLUIDOS
SISTEMAS TERMICOS
681.51 OG1 2010
Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata. - 5ta. - Madrid : Pearson, 2010. - 894 p.
CONTENIDO
PROLOGO ix
CAPITULO 1. Introducción a los sistemas de control 1
1-1. Introducción 1
1-2. Ejemplos de sistemas de control 4
1-3. Control en lazo cerrado en comparación con control en lazo abierto 7
1-4. Diseño y compensación de sistemas de control 9
1-5. Contenido del libro 10
CAPITULO 2. Modelado matemático de sistemas de control 13
2-1. Introducción 13
2-2. Función de transferencia y de respuesta impulso 15
2-3. Sistemas de control automáticos 17
2-4. Modelado en el espacio de estados 29
2-5. Representación en el espacio de estados de sistemas de ecuaciones diferenciales escalares 35
2-6. Transformación de modelos matemáticos con MATLAB 39
2-7. Linealización de modelos matemáticos no lineales 42
Ejemplos de problemas y soluciones 45
Problemas 60
CAPITULO 3. Modelado matemático de sistemas mecánicos y sistemas eléctricos 63
3-1. Introducción 63
3-2. Modelado matemático de sistemas mecánicos 63
3-3. Modelado matemático de sistemas eléctricos 72
Ejemplos de problemas y soluciones 86
Problemas 97
CAPITULO 4. Modelado matemático de sistemas de fluidos y sistemas térmicos 100
4-1. Introducción 100
4-2. Sistemas de nivel de líquido 101
4-3. Sistemas neumáticos 106
4-4. Sistemas hidráulicos 123
4-5. Sistemas térmicos 136
Ejemplos de problemas y soluciones 140
Problemas 153
CAPITULO 5. Análisis de la respuesta transitoria y estacionaria 159
5-1. Introducción 159
5-2. Sistemas de primer orden 161
5-3. Sistemas de segundo orden 164
5-4. Sistemas de orden superior 179
5-5. Análisis de la respuesta transitoria con MATLAB 183
5-6. Criterio de estabilidad de Routh 212
5-7. Efectos de las acciones de control integral y derivativa en el comportamiento del sistema 218
5-8. Errores en estado estacionario en los sistemas de control con realimentación unitaria 225
Ejemplos de problemas y soluciones 231
Problemas 263
CAPITULO 6. Análisis y diseño de sistemas de control por el método del lugar de las raíces 269
6-1. Introducción 269
6-2. Gráficas del lugar de las raíces 270
6-3. Gráficas del lugar de las raíces con MATLAB 290
6-4. Lugar de las raíces de sistemas con realimentación positiva 303
6-5. Diseño de sistemas de control mediante el método del lugar de las raíces 308
6-6. Compensación de adelanto 311
6-7. Compensación de retardo 321
6-8. Compensación de retardo-adelanto 330
6-9. Compensación paralela 342
Ejemplos de problemas y soluciones 347
Problemas 394
CAPITULO 7. Análisis y diseño de sistemas de control por el método de la respuesta en frecuencia 398
7-1. Introducción 398
7-2. Diagramas de Bode 403
7-3. Diagramas polares 427
7-4. Diagramas de magnitud logarítmica respecto de la fase 443
7-5. Criterio de estabilidad de Nyquist 445
7-6. Análisis de estabilidad 454
7-7. Análisis de estabilidad relativa 462
7-8. Respuesta en frecuencia en lazo cerrado de sistemas con realimentación unitaria 477
7-9. Determinación experimental de funciones de transferencia 486
7-10. Diseño de sistemas de control por el método de la respuesta en frecuencia 491
7-11. Compensación de adelanto 493
7-12. Compensación de retardo 502
7-13. Compensación de retardo-adelanto 511
Ejemplos de problemas y soluciones 521
Problemas 561
CAPITULO 8. Controladores PID y controladores PID modificados 567
8-1. Introducción 567
8-2. Reglas de Ziegler-Nichols para la sintonía de controladores PID 568
8-3. Diseño de controladores PID mediante el método de respuesta en frecuencia 577
8-4. Diseño de controladores PID mediante el método de optimización computacional 582
8-5. Modificaciones de los esquemas de control PID 590
8-6. Control con dos grados de libertad 592
8-7. Método de asignación de ceros para mejorar las características de respuesta 595
Ejemplos de problemas y soluciones 614
Problemas 641
CAPITULO 9. Análisis de sistemas de control en el espacio de estados 648
9-1. Introducción 648
9-2. Representaciones en el espacio de estados de sistemas definidos por su función de transferencia 649
9-3. Transformación de modelos de sistemas con MATLAB 656
9-4. Solución de la ecuación de estado invariante con el tiempo 660
9-5. Algunos resultados útiles en el análisis vectorial-matricial 668
9-6. Controlabilidad 675
9-7. Observabilidad 682
Ejemplos de problemas y soluciones 688
Problemas 720
CAPITULO 10. Diseño de sistemas de control en el espacio de estados 722
10-1. Introducción 722
10-2. Asignación de polos 723
10-3. Solución de problemas de asignación de polos con MATLAB 735
10-4. Diseño de servosistemas 739
10-5. Observadores de estado 751
10-6. Diseño de sistemas reguladores con observadores 778
10-7. Diseño de sistemas de control con observadores 786
10-8. Sistema regulador óptimo cuadrático 793
10-9. Sistemas de control robusto 806
Ejemplos de problemas y soluciones 818
Problemas 855
APENDICE A. Tablas de la transformada de Laplace 859
APENDICE B. Método de desarrollo en fracciones simples 867
APENDICE C. Álgebra vectorial-matricial 874
BIBLIOGRAFIA 882
INDICE ANALITICO 886
9788483226605
SISTEMAS DE CONTROL
CONTROLADORES PID
MODELOS MATEMATICOS
SISTEMAS ELECTRICOS
SISTEMAS MECANICOS
SISTEMAS DE FLUIDOS
SISTEMAS TERMICOS
681.51 OG1 2010