Sistemas de control para ingeniería /
Norman S. Nise.
- 3ra. en inglés, 1ra. en español.
- México : CECSA, 2002.
- 970 p. + 1 CD-Rom (Nro. Inv. RE0129).
Incluye CD-ROM, nº inv. RE0129
CONTENIDO 1. Introducción 1 1.1 Introducción 2 1.2 Historia de sistemas de control 4 1.3 El ingeniero de sistemas de control 9 1.4 Características de respuesta y configuraciones de un sistema 10 1.5 Objetivos del análisis y diseño 14 Introducción al estudio de un caso real 17 1.6 El proceso de diseño 21 1.7 Diseño asistido por computadora 26 Resumen 28 Preguntas de repaso 29 Problemas 29 Bibliografía 35 2. Modelado en el dominio de la frecuencia 37 2.1 Introducción 38 2.2 Repaso de la transformada de Laplace 39 2.3 La función de transferencia 49 2.4 Funciones de transferencia de redes eléctricas 52 2.5 Funciones de transferencia de un sistema mecánico traslacional 68 2.6 Funciones de transferencia de un sistema mecánico rotacional 76 2.7 Funciones de transferencia para sistemas con engranes 82 2.8 Funciones de transferencia de un sistema electromecánico 87 2.9 Analogías de un circuito eléctrico 94 2.10 No linealidades 97 2.11 Linealización 99 Estudio de un caso real 105 Resumen 109 Preguntas de repaso 109 Problemas 110 Bibliografía 125 3. Modelado en el dominio del tiempo 3.1 Introducción 128 3.2 Algunas observaciones 129 3.3 La representación general en el espacio de estados 133 3.4 Aplicación de la representación en el espacio de estados 136 3.5 Conversión de una función de transferencia al espacio de estados 144 3.6 Conversión del espacio de estados a función de transferencia 151 3.7 Linealización 154 Estudio de un caso real 157 Resumen 162 Preguntas de repaso 163 Problemas 163 Bibliografía 172 4. Respuesta de tiempo 4.1 Introducción 175 4.2 Polos, ceros y respuesta del sistema 175 4.3 Sistemas de primer orden 179 4.4 Sistemas de segundo orden: introducción 182 4.5 El sistema general de segundo orden 188 4.6 Sistemas de segundo orden subamortiguados 191 4.7 Respuesta de sistema con polos adicionales 202 4.8 Respuesta de un sistema con ceros 207 4.9 Efecto de no linealidades sobre respuesta en tiempo 212 4.10 Solución mediante las transformadas de Laplace a las ecuaciones de estado 216 4.11 Solución en el dominio del tiempo a las ecuaciones de estado 219 Estudio de un caso real 227 Resumen 232 Preguntas de repaso 234 Problemas 235 Problemas de diseño 245 Bibliografía 249 5. Reducción de subsistemas múltiples 5.1 Introducción 251 5.2 Diagramas de bloques 251 5.3 Análisis y diseño de sistemas realimentados 261 5.4 Gráficas de flujo de señales 264 5.5 Regla de Mason 267 5.6 Gráficas de flujo de señales a partir de ecuaciones de estado 270 5.7 Representaciones alternativas en el espacio de estados 273 5.8 Transformaciones de similitud 283 Estudio de un caso real 295 Resumen 301 Preguntas de repaso 302 Problemas 303 Problemas de diseño 320 Bibliografía 323 6. Estabilidad 6.1 Introducción 325 6.2 Criterio de Routh-Hurwitz 329 6.3 Criterio de Routh-Hurwitz: casos especiales 332 6.4 Criterio de Routh-Hurwitz: ejemplos adicionales 340 6.5 Estabilidad en el espacio de estados 348 Estudio de un caso real 351 Resumen 353 Preguntas de repaso 354 Problemas 354 Problemas de diseño 362 Bibliografía 365 7. Errores en estado estable 7.1 Introducción 368 7.2 Error en estado estable para sistemas con realimentación unitaria 372 7.3 Constantes de error estático y tipo de sistema 378 7.4 Especificaciones de error en estado estable 383 7.5 Error en estado estable para perturbaciones 385 7.6 Error en estado estable para sistemas con realimentación no unitaria 388 7.7 Sensibilidad 392 7.8 Error en estado estable para sistemas en el espacio de estados 395 Estudio de un caso real 399 Resumen 402 Preguntas de repaso 403 Problemas 404 Problemas de diseño 418 Bibliografía 421 8. Técnicas del lugar geométrico de las raíces 422 8.1 Introducción 423 8.2 Definición del lugar geométrico de las raíces 427 8.3 Propiedades del lugar geométrico de las raíces 430 8.4 Trazado del lugar geométrico de las raíces 433 8.5 Afinación del trazo 438 8.6 Un ejemplo 449 8.7 Diseño de la respuesta transitoria por medio del ajuste de la ganancia 452 8.8 Lugar geométrico de las raíces generalizado 458 8.9 Lugar geométrico de las raíces para sistemas con realimentación positiva 459 8.10 Sensibilidad de los polos 463 Estudio de un caso real 465 Resumen 470 Preguntas de repaso 471 Problemas 472 Problemas de diseño 487 Bibliografía 494 9. Diseño por medio del lugar geométrico de las raíces 495 9.1 Introducción 496 9.2 Mejoramiento de error en estado estable por medio de compensación en cascada 499 9.3 Mejoramiento de la respuesta transitoria por medio de compensación en cascada 510 9.4 Mejoramiento del error en estado estable y respuesta transitoria 527 9.5 Compensación mediante realimentación 543 9.6 Construcción física del compensador 554 Estudio de un caso real 560 Resumen 566 Preguntas de repaso 567 Problemas 568 Problemas de diseño 578 Bibliografía 584 10. Técnicas de respuesta en frecuencia 585 10.1 Introducción 586 10.2 Aproximaciones asintóticas: trazas de Bode 593 10.3 Introducción al criterio de Nyquist 614 10.4 Trazado de un diagrama de Nyquist 619 10.5 Estabilidad por medio del diagrama de Nyquist 626 10.6 Margen de ganancia y margen de fase por medio del diagrama de Nyquist 630 10.7 Estabilidad, margen de ganancia y margen de fase por medio de trazas de Bode 633 10.8 Relación entre respuestas transitoria en lazo cerrado y la respuesta en frecuencia en lazo cerrado 636 10.9 Relación entre respuestas en frecuencia en lazo cerrado y en lazo abierto 640 10.10 Relación entre las respuestas transitorias en lazo cerrado y en frecuencia en lazo abierto 646 10.11 Características del error en estado estable a partir de respuesta en frecuencia 650 10.12 Sistemas con tiempo de retardo 655 Estudio de un caso real 665 Resumen 667 Preguntas de repaso 668 Problemas 669 Bibliografía 682 11. Diseño por medio de la respuesta en frecuencia 684 11.1 Introducción 685 11.2 Respuesta transitoria por medio de ajuste de ganancia 686 11.3 Compensación de atraso de fase 690 11.4 Compensación de adelanto de fase 694 11.5 Compensación de adelanto-atraso de fase 701 Estudio de un caso real 707 Resumen 709 Preguntas de repaso 710 Problemas 711 Problemas de diseño 717 Bibliografía 718 12. Diseño por medio del espacio de estados 719 12.1 Introducción 720 12.2 Diseño de controlador 721 12.3 Controlabilidad 728 12.4 Métodos alternos al diseño de un controlador 733 12.5 Diseño del observador 738 12.6 Observabilidad 746 12.7 Métodos alternos al diseño de un observador 750 12.8 Diseño del error en estado estable por medio de control integral 757 Estudio de un caso real 761 Resumen 766 Preguntas de repaso 768 Problemas 769 Problemas de diseño 774 Bibliografía 776 13. Sistemas de control digital 778 13.1 Introducción 779 13.2 Modelado de la computadora digital 783 13.3 La transformada z 786 13.4 Funciones de transferencia 792 13.5 Reducción de diagramas de bloques 795 13.6 Estabilidad 798 13.7 Errores en estado estable 806 13.8 Respuesta transitoria en el plano z 811 13.9 Diseño de la ganancia sobre el plano z 813 13.10 Compensación en cascada a través del plano z 817 13.11 Implementación de un compensador digital 821 Estudio de un caso real 824 Resumen 829 Preguntas de repaso 830 Problemas 831 Problemas de diseño 837 Bibliografía 838 Apéndice A Lista de símbolos 839 Apéndice B Tutorial de MATLAB 843 Apéndice C Tutorial de Simulink de MATLAB 897 Apéndice D Tutorial de herramientas GUI de MATLAB 911 Apéndice E Tutorial de las rutinas de matemática simbólica de MATLAB 924 Apéndice F Obtención de un diagrama esquemático para un motor de cd 936 Glosario 940 Respuestas a problemas seleccionados 949 Créditos 955 índice 957
9702402549
CONTROL AUTOMATICO SISTEMAS DE CONTROL AUTOMATIZACION MATLAB