Prefacio
Acerca de los autores

CAPÍTULO 1. Introducción a los sistemas de control
1.1. Introducción
1.2. Historia del control automático
1.3. Dos ejemplos del uso de la realimentación
1.4. La práctica de la ingeniería de control
1.5. Ejemplos de sistemas de control modernos
1.6. Ensamblaje automático y robots
1.7. La evolución futura de los sistemas de control
1.8. Diseño en ingeniería
1.9. Sistemas mecatrónicos
1.10. Diseño de sistemas de control
1.11. Ejemplo de diseño: Control de velocidad de una mesa giratoria
1.12. Ejemplo de diseño: Sistema de control para la dosificación de insulina
1.13. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
Ejercicios
Problemas
Problemas avanzados
Problemas de diseño
Términos y conceptos

CAPÍTULO 2. Modelos matemáticos de sistemas
2.1. Introducción
2.2. Ecuaciones diferenciales de sistemas físicos
2.3. Aproximaciones lineales de sistemas físicos
2.4. La transformada de Laplace
2.5. La función de transferencia de sistemas lineales
2.6. Modelos de diagramas de bloques
2.7. Modelos de grafos de flujo de señal
2.8. Análisis de sistemas de control por computador
2.9. Ejemplos de diseño
2.10. La simulación de sistemas utilizando MATLAB
2.11. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
2.12. Resumen
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Problemas
Problemas avanzados
Problemas de diseño
Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 3. Modelos en variables de estado
3.1. Introducción
3.2. Las variables de estado de un sistema dinámico
3.3. La ecuación diferencial del estado
3.4. Modelos de grafos de flujo de señal y diagramas de bloques
3.5. Modelos alternativos de grafos de flujo de señal y diagramas de bloques
3.6. La función de transferencia de la ecuación de estado
3.7. La respuesta temporal y la matriz de transición de estado
3.8. Una evaluación en tiempo discreto de la respuesta temporal
3.9. Ejemplo de diseño: Impresora con transmisión por correa
3.10. Análisis de modelos de variables de estado utilizando MATLAB
3.11. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
3.12. Resumen
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Problemas avanzados
Problemas de diseño
Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 4. Características de los sistemas de control con realimentación
4.1. Sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado
4.2. Sensibilidad de los sistemas de control a variaciones en los parámetros
4.3. Control de la respuesta transitoria de los sistemas de control
4.4. Señales de perturbación en un sistema de control con realimentación
4.5. Error en estado estacionario
4.6. El coste de la realimentación
4.7. Ejemplo de diseño: Máquinas taladradoras en el canal inglés
4.8. Ejemplo de diseño: Vehículo explorador de Marte
4.9. Características de los sistemas de control utilizando MATLAB
4.10. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
4.11. Resumen
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Problemas avanzados
Problemas de diseño
Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 5. Comportamiento de los sistemas de control con realimentación
5.1. Introducción
5.2. Señales de entrada de prueba
5.3. Comportamiento de un sistema de segundo orden
5.4. Efectos de un tercer polo y un cero sobre la respuesta de un sistema de segundo orden
5.5. Estimación de la razón de amortiguamiento
5.6. Localización de las raíces en el plano s y respuesta transitoria
5.7. El error en estado estacionario de los sistemas de control con realimentación
5.8. El error en estado estacionario de los sistemas con realimentación no unitaria
5.9. Índices de comportamiento
5.10. Simplificación de sistemas lineales
5.11. Ejemplo de diseño: Control de apuntamiento del telescopio Hubble
5.12. Comportamiento de sistemas utilizando MATLAB y Simulink
5.13. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
5.14. Resumen
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Problemas avanzados
Problemas de diseño
Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 6. Estabilidad de los sistemas lineales con realimentación
6.1. El concepto de estabilidad
6.2. El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz
6.3. Estabilidad relativa de los sistemas de control con realimentación
6.4. Estabilidad de los sistemas con variables de estado
6.5. Ejemplo de diseño: Control de giro de un vehículo con bandas de rodamiento
6.6. Estabilidad de sistemas utilizando MATLAB
6.7. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
6.8. Resumen
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Problemas con MATLAB
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CAPÍTULO 7. Método del lugar de las raíces
7.1. Introducción
7.2. Concepto del lugar de las raíces
7.3. Procedimiento del lugar de las raíces
7.4. Ejemplo de análisis y diseño de un sistema de control utilizando el método del lugar de las
raíces
7.5. Diseño de parámetros por el método del lugar de las raíces
7.6. Sensibilidad y el lugar de las raíces
7.7. Controladores de tres términos (PID)
7.8. Ejemplo de diseño: Sistema de control de un manipulador láser
7.9. El diseño de un sistema de control de un robot
7.10. El lugar de las raíces utilizando MATLAB
7.11. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
7.12. Resumen
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CAPÍTULO 8. Métodos de respuesta en frecuencia
8.1. Introducción
8.2. Gráficas de la respuesta en frecuencia
8.3. Un ejemplo del trazado del diagrama de Bode
8.4. Medidas de la respuesta en frecuencia
8.5. Especificaciones de comportamiento en el dominio de la frecuencia
8.6. Diagrama de magnitud logarítmica y de fase
8.7. Ejemplo de diseño: Sistema de control de una máquina de estampación
8.8. Métodos de respuesta en frecuencia utilizando MATLAB
8.9. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
8.10. Resumen
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Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 9. Estabilidad en el dominio de la frecuencia
9.1. Introducción
9.2. Transformación de los contornos en el plano s
9.3. El criterio de Nyquist
9.4. Estabilidad relativa y el criterio de Nyquist
9.5. Criterios de comportamiento en el dominio temporal especificados en el dominio frecuencial
9.6. Ancho de banda del sistema
9.7. Estabilidad de sistemas de control con retardos
9.8. Ejemplo de diseño: Vehículo de reconocimiento controlado de forma remota
9.9. Controladores PID en el dominio de la frecuencia
9.10. Estabilidad en el dominio de la frecuencia utilizando MATLAB
9.11. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
9.12. Resumen
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Términos y conceptos

CAPÍTULO 10. Diseño de sistemas de control con realimentación
10.1. Introducción
10.2. Enfoques en el diseño de sistemas
10.3. Redes de compensación en cascada
10.4. Diseño por adelanto de fase utilizando el diagrama de Bode
10.5. Diseño por adelanto de fase utilizando el lugar de las raíces
10.6. Diseño de sistemas utilizando redes de integradores
10.7. Diseño por retardo de fase utilizando el lugar de las raíces
10.8. Diseño por retardo de fase utilizando el diagrama de Bode
10.9. Diseño de sistemas en el diagrama de Bode utilizando métodos analíticos y por computador
10.10. Sistemas con un prefiltro
10.11. Diseño para respuesta plana
10.12. Ejemplo de diseño: Sistema de control del bobinado de un rotor
10.13. Ejemplo de diseño: El trazador gráfico X-Y
10.14. Diseño de sistemas utilizando MATLAB
10.15. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
10.16. Resumen
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Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 11. Diseño de sistemas realimentados con variables de estados
11.1. Introducción
11.2. Controlabilidad
11.3. Observabilidad
11.4. Diseño del sistema de control con realimentación del vector de estado completo
11.5. Fórmula de Ackermann
11.6. Diseño del observador
11.7. Diseño del compensador: Integración de la realimentación del vector de estado completo y
del observador
11.8. Entradas de referencia
11.9. Sistemas de control óptimo
11.10. Diseño con modelo interno
11.11. Ejemplo de diseño: Sistema de verificación automático
11.12. Diseño con variables de estado utilizando MATLAB
11.13. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
11.14. Resumen
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Términos y conceptos

CAPÍTULO 12. Sistemas de control robusto
12.1. Introducción
12.2. Sistemas de control robusto y sensibilidad del sistema
12.3. Análisis de robustez
12.4. Sistemas con parámetros inciertos
12.5. El diseño de sistemas de control robustos
12.6. Controladores PID
12.7. Diseño de sistemas de control PID robustos
12.8. Ejemplo de diseño: Autopiloto de un avión
12.9. Diseño del sistema de control de un telescopio espacial
12.10. Diseño de una bobinadora robusta
12.11. Sistema de control robusto con modelo interno
12.12. Diseño de una máquina de torneado de diamante de ultra precisión
12.13. Sistema de realimentación pseudocuantitativa
12.14. Sistemas de control robusto utilizando MATLAB
12.15. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
12.16. Resumen
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Problemas de diseño
Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

CAPÍTULO 13. Sistemas de control digital
13.1. Introducción
13.2. Aplicaciones de los sistemas de control por computador
13.3. Sistemas de datos muestreados
13.4. La transformada z
13.5. Sistemas de datos muestreados en lazo cerrado
13.6. Análisis de estabilidad en el plano z
13.7. Comportamiento de un sistema de segundo orden de datos muestreados
13.8. Sistemas en lazo cerrado con compensación mediante un computador
13.9. Diseño del sistema de control del movimiento de una mesa de trabajo
13.10. Lugar de las raíces de sistemas de control digital
13.11. Implementación de controladores digitales
13.12. Sistemas de control digital utilizando MATLAB
13.13. Ejemplo de diseño secuencial: Sistema de lectura de una unidad de disco
13.14. Resumen
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Problemas
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Problemas con MATLAB
Términos y conceptos

APÉNDICE A. Fundamentos de MATLAB
APÉNDICE B. Fundamentos de Simulink

Referencias
Índice

RECURSOS WEB
APÉNDICE C. Símbolos y unidades y factores de conversión
APÉNDICE D. Pares de transformadas de Laplace
APÉNDICE E. Una introducción al álgebra matricial
APÉNDICE F. Conversión de decibelios
APÉNDICE G. Números complejos
APÉNDICE H. Pares de transformadas z