Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata.

CONTENIDO
PARTE I
Análisis básico de sistemas de control por métodos convencional y de espacio de estado 1
Capítulo 1
Introducción al análisis de sistemas de control 1
Introducción 1
Ejemplos de sistemas de control 7
La transformada de Laplace 14
Transformación inversa de Laplace 37
Resolución de ecuaciones diferenciales lineales, invariantes en el tiempo 42
Función de transferencia 44
Diagramas de bloques 46
Gráficos de flujo de señal 55
Método del espacio de estado pare el análisis de control de sistemas 64
Principios básicos de diseño de sistemas de control 71
Plan de la obra 75
Ejemplos de problemas y soluciones 76
Problemas 93
Capítulo 2
Modelo matemático de sistemas dinámicos 98
Introducción 98
Representación de sistemas dinámicos en el espacio de estado 102
Sistemas mecánicos 107
Sistemas eléctricos 114
Sistemas análogos 123
Sistemas electromecánicos 126
Sistemas de nivel de liquido 134
Sistemas térmicos 142
Sistemas de brazo de robot 146
Linealización de modelos matemáticos no lineales 152
Ejemplos de problemas y soluciones 159
Problemas 188
Capítulo 3
Acciones básicas de control y controladores automáticos industriales 194
Introducción 194
Acciones básicas de control 195
Controladores neumáticos 203
Controladores hidráulicos 223
Efectos de las acciones de control integral y derivativa en el comportamiento del sistema 234
Reducción de la variación de los parámetros mediante la retroalimentación 240
Ejemplos de problemas y soluciones 244
Problemas 261
Capítulo 4
Análisis de respuesta transitoria y análisis de error en estado estacionario 267
Introducción 267
Función respuesta impulsiva 269
Sistemas de primer orden 272
Sistemas de segundo orden 276
Sistemas de orden superior 298
Criterio de estabilidad de Routh 304
Análisis de error en estado estacionario 310
Introducción a la optimización de sistemas 317
Solución de la ecuación de estado invariante en el tiempo 326
Solución por computadora de las ecuaciones de estado 335
Ejemplos de problemas y soluciones 340
Problemas 367
PARTE II
Análisis y diseño de sistemas de control por métodos convencionales 371
Capítulo 5
Análisis del lugar de las raíces 371
Introducción 371
Diagramas del lugar de las raíces 373
Ejemplos ilustrativos 377
Resumen de reglas generales pare construir los lugares de las raíces 392
Análisis del lugar de las raíces de sistemas de control 400
Lugar de las raíces pare sistemas con retardo de transporte 408
Diagramas de contorno de raíz 413
Conclusiones 415
Ejemplos de problemas y soluciones 416
Problemas 452
Capítulo 6
Análisis de respuesta en frecuencia 455
Introducción 455
Diagramas de Bode 462
Diagramas polares 482
Diagramas del logaritmo de la magnitud en función de la base 491
Criterio de estabilidad de Nyquist 493
Análisis de estabilidad 504
Estabilidad relativa 575
Respuesta en frecuencia de lazo cerrado 529
Determinación experimental de funciones de transferencia 541
Ejemplos de problemas y soluciones 546
Problemas 570
Capítulo 7
Técnicas de diseño y compensación 573
Introducción 573
Consideraciones preliminares de diseño 578
Compensación en adelanto 582
Compensación en atraso 600
Compensación en atraso - adelanto 615
Reglas de sintonización o afinación pare controladores PID 634
Resumen de los métodos de compensación de sistemas de control 647
Ejemplos de problemas y soluciones 657
Problemas 686
Capítulo 8
Análisis de sistemas de control no lineales con la función descriptiva 689
Introducción a sistemas no lineales 689
Sistemas de control no lineales 695
Funciones descriptivas 697
Análisis de sistemas no lineales de control mediante la función descriptiva 707
Conclusiones 712
Ejemplos de problemas y soluciones 713
Problemas 723
PARTE III
Capítulo 9
Análisis y diseño de sistemas de control por métodos del espacio de estado 724
Introducción 724
Conceptos básicos pare el análisis en el espacio de estado 725
Matriz transferencia 742
Controlabilidad 747
Observabilidad 754
Formas canónicas de las ecuaciones de estado 761
Análisis de estabilidad de Liapunov 771
Análisis de estabilidad de Liapunov para sistemas lineales invariantes en el tiempo 781
Sistemas lineales variables en el tiempo 786
Ejemplos de problemas y soluciones 790
Problemas 820
Capítulo 10
Diseño de sistemas de control por método de espacio de estado 823
Introducción 823
Diseño de sistema de control por medio de ubicación de los polos 827
Diseño de observadores de estado 847
Diseño de servosistemas 875
Sistemas de control óptimos cuadráticos 891
Sistemas de control con referencia de modelo 901
Sistemas de control adaptable 905
Ejemplos de problemas y soluciones 912
Problemas 943
Apéndice
Análisis vectorial - matricial 947
Definiciones 947
Determinantes 952
Inversión de matrices 954
Reglas de operaciones con matrices 956
Vectores y análisis vectorial 962
Valores propios, vectores propios y transformación de similitud 968
Formas cuadráticas 981
Seudoinversas 985
Ejemplos de problemas y soluciones 988
Referencias 1006