Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata.

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