Indice del Contenido


Prefacio

1 Sistemas de control

Introducción
Sistemas
Modelos
Sistemas en lazo abierto y cerrado
Elementos básicos de un sistema en lazo abierto
Elementos básicos de un sistema en lazo cerrado
Ejemplos de sistemas de control en lazo cerrado
Estrategias de control
Control digital
Modelos matemáticos para sistemas
Modelos matemáticos para sistemas en lazo abierto
Modelos matemáticos para sistemas en lazo cerrado
Modelos matemáticos para sistemas en lazo cerrado con elementos múltiples
Error en estado estable
Efectos de las perturbaciones
Sensibilidad a cambios en los componentes
Estabilidad de los sistemas de control
Lazo cerrado contra lazo abierto
Problemas

2 Modelos de sistemas

Introducción
Bloques funcionales de sistemas mecánicos
Formación de un modelo para un sistema mecánico
Bloques funcionales de sistemas eléctricos
Formación de un modelo para un sistema eléctrico
Analogías eléctricas y mecánicas
Bloques funcionales de sistemas fluídicos
Formación de un modelo para un sistema fluídico
Bloques funcionales de sistemas térmicos
Formación de un modelo para un sistema térmico
Elementos electromecánicos
Linealidad
Elementos hidromecánicos
Problemas

3 Respuesta del sistema

Introducción
Ejemplos de sistemas de primer orden
La ecuación diferencial de primer orden
Solución de una ecuación diferencial de primer orden
La constante de tiempo
El operador D
El operador D y la ecuación diferencial de primer orden
Ejemplos de sistemas de segundo orden
La ecuación diferencial de segundo orden
Solución de una ecuación diferencial de segundo orden
Medidas de desempeño para sistemas de segundo orden
El operador D y los sistemas de segundo orden
Problemas

4 Transformadas de Laplace

Introducción
La transformación de Laplace
La transformada de Laplace para una función escalón
Empleando transformadas de Laplace
Empleo de la transformada de Laplace para resolver ecuaciones diferenciales
Fracciones parciales
Teoremas del valor inicial y del valor final
Problemas

5 Modelos de sistemas dinámicos

Introducción
Funciones de transferencia de elementos dinámicos
Elementos de primero y segundo orden
Respuesta escalón de un sistema de primer orden
Respuesta rampa de un sistema de primer orden
Respuesta impulso de un sistema de primer orden
Respuesta escalón de un sistema de segundo orden
Respuesta rampa de un sistema de segundo orden
Respuesta impulso de un sistema de segundo orden
Problemas

6 Modelos mediante diagramas de bloques

Introducción
El diagrama de bloques
Bloques en serie
Bloques con lazos de realimentación
Bloques en serie y con un lazo de realimentación
Bloques en paralelo
Simplificación de diagramas de bloques
Entradas múltiples
Ejemplos de sistemas
Problemas

7 El error en estado estable

Introducción
Error en estado estable
Clasificación de sistemas
Error en estado estable para una entrada escalón
Error en estado estable para una entrada rampa
Error en estado estable para una entrada parabólica
Errores en estado estable para diferentes entradas
Error en estado estable debido a perturbaciones
Problemas

8 Polos, ceros y estabilidad

Introducción
Defininiendo la estabilidad
Polos y ceros
Patrón de polos y ceros
Estabilidad y polos
El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz
Estabilidad relativa
Problemas

9 Análisis del lugar geométrico de las raíces

Introducción
Lugares geométricos de las raíces de sistemas de primer orden
Lugares geométricos de las raíces de sistemas de segundo orden
Lugares geométricos de las raíces de sistemas en lazo cerrado
Representación polar de números complejos
Construcción de lugares geométricos de las raíces
Interpretación de los diagramas del lugar geométrico de las raíces
Problemas

10 Controladores

Introducción
Control proporcional
Control integral
Control proporcional integral
Control derivativo
Control proporcional derivativo
Control PID
Ajuste de las ganancias del controlador
Realimentación de velocidad
Compensación
Implantación de las leyes de control
Problemas

11 Respuesta en frecuencia

Introducción
Respuesta en frecuencia
Función de transferencia
Respuesta en frecuencia de un sistema de primer orden
Respuesta en frecuencia para un sistema de segundo orden
Respuesta en frecuencia a partir del patrón de polos y ceros
Respuesta en frecuencia para elementos en serie
Trazas de Bode
Especificaciones de desempeño
Uso de datos experimentales de la respuesta en frecuencia
Diseño mediante compensación
Diagramas de Nyquist
Criterio de estabilidad de Nyquist
Margen de ganancia y margen de fase
Problemas

12 Equipo básico de un sistema de control

Introducción
Elementos de medición
Elementos eléctricos de corrección
Elementos de corrección electroneumáticos o hidráulicos
Ejemplos de sistemas de control
Problemas

13 Control de procesos discretos

Introducción
Procesos discretos
Secuenciado mediante cilindros neumáticos
Microprocesadores como controladores
Controladores lógicos programables
Programación de PLC
Problemas

14 Control digital directo

Introducción
Computadoras en control
Ejemplos de control digital directo
Problemas

15 La transformada z

Introducción
Sistemas de datos muestreados
Procesamiento de señales en tiempo discreto
Retén de orden cero
La transformada z
Uso de la transformada z
Transformada z inversa
Función de transferencia pulso
Sistemas de datos muestreados
Conversión de las leyes de control analógicas
Implementación de un algoritmo
Periodo de muestreo
Estabilidad
Pruebas para la estabilidad
Respuesta en frecuencia
Problemas

Apéndice: MATLAB

Introducción
Inicio y terminación de sesión
Ingreso de comandos
Ayuda
Matrices
Operaciones aritméticas
Funciones matemáticas
Operaciones con matrices
Archivo de función
Graficación
Ejemplos de control
Diagramas de bloques
SIMULINK
Respuestas a los problemas

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