Sistema de Control Automático – Benjamin C. Kuo – 7ma Edición

By | julio 4, 2015

En este libro se demuestra la solución de problemas complejos con la ayuda del sistema-de-control-automaticosoftware de computación; se integran varias aplicaciones del mundo real, desde el análisis hasta el diseño, y se analiza el error de steady-state incluyendo sistemas de retroalimentación. Explica la realización de circuitos de funciones de transferencia de controlador y ofrece un tratamiento simplificado del criterio de Nyquist sobre los sistemas con funciones de transferencias no mínimas de fase. Además, se analiza la exploración de los diseños de dominio de tiempo y de dominio de frecuencia lado a lado.

Contenido:

1. Introducción.

1.1. Introducción.
1.2. ¿Qué es realimentación y cuáles son sus efectos?
1.3. Tipos de sistemas de control de realimentado.
1.4. Resumen.

2. Fundamentos matemáticos.

2.1. Introducción.
2.2. Conceptos sobre variable compleja.
2.3. Ecuaciones diferenciales.
2.4.Transformada de Laplace.
2.5. Transformada inversa de Laplace mediante la expansión en fracciones parciales.
2.6. Aplicación de la transformada de Laplace a la solución de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales.
2.7. Teoría de matrices elemental.
2.8. Álgebra de matrices.
2.9. Forma matricial de las ecuaciones de estado.
2.10. Ecuaciones en diferencias.
2.11. La transformada z.
2.12. Aplicación de la transformada z a la solución de ecuaciones en diferencias lineales.
2.13. Resumen.

3. Funciones de transferencia, diagramas de bloques y gráficas de flujo de señales.

3.1. Introducción.
3.2. Respuesta al impulso y función de transferencia de sistemas lineales.
3.3 Diagramas de bloques.
3.4. Gráficas de flujo de señales.
3.5. Resumen de las propiedades básicas de una gráfica de flujo de señales.
3.6. Definiciones de los términos de una gráfica de flujo de señales.
3.7. Álgebra de las gráficas de flujo de señales.
3.8. Fórmula de ganancia para gráficas de flujo de señales.
3.9. Aplicación de la fórmula de ganancia a diagramas de bloques.
3.10. Diagramas de estado.
3.11. Funciones de transferencia de sistemas en tiempo discreto.
3.12. Resumen.

4. Modelado matemático de sistemas físicos.

4.1. Introducción.
4.2. Ecuaciones de circuitos eléctricos.
4.3. Modelado de elementos de sistemas mecánicos.
4.4. Ecuaciones de sistemas mecánicos.
4.5. Detectores y codificadores en sistemas de control.
4.6. Motores de cd en sistemas de control.
4.7. Linealización de sistemas no lineales.
4.8. Sistemas con retardo.
4.9. Amplificadores operacionales.
4.10. Sistema de seguimiento del sol.
4.11. Resumen.

5. Análisis de variable de estado.

5.1. Introducción.
5.2. Representación matricial de las ecuaciones de estado.
5.3. Matriz de transición de estado.
5.4. Ecuación de transición de estado.
5.5. Relación entre las ecuaciones de estado y ecuaciones diferenciales de orden superior.
5.6. Relación entre las ecuaciones de estado y las funciones de transferencia.
5.7. Ecuación característica, valores y vectores característicos.
5.8. Transformaciones de similitud.
5.9. Descomposición de funciones de transferencia.
5.10. Controlabilidad de sistemas lineales.
5.11. Observabilidad de sistemas lineales.
5.12. Relación entre controlabilidad, observabilidad y funciones de transferencia.
5.13. Teoremas invariantes sobre controlabilidad y observabilidad.
5.14. Ecuaciones de estado de sistemas lineales en tiempo discreto.
5.15. Solución de las ecuaciones de estado discreto mediante la transformada z.
5.16. Diagramas de estado de sistemas en tiempo discreto.
5.17. Ejemplo final: sistema de suspensión magnética de una bola.
5.18. Resumen.

6. Estabilidad de sistemas de control lineales.

6.1. Introducción.
6.2. Estabilidad de entrada acotada y salida acotadas: sistemas en tiempo continuo.
6.3. Estabilidad de entrada cero y estabilidad asintótica.
6.4. Métodos para determinar la estabilidad.
6.5. Criterio de Routh-Hurwitz.
6.6 Estabilidad de sistemas en tiempo discreto.
6.7. Pruebas de estabilidad para sistemas en tiempo discreto.
6.8. Resumen.

7. Análisis de sistemas de control en el dominio del tiempo.

7.1. Respuesta en el tiempo de sistemas en tiempo continuo: Introducción.
7.2. Señales de prueba típicas para obtener la respuesta en tiempo de sistemas de control.
7.3. Error en estado estable.
7.4. Respuesta al escalón unitario y especificaciones en el dominio del tiempo.
7.5. Respuesta transitoria de un sistemas prototipo de segundo orden.
7.6. Análisis en el dominio del tiempo de un sistemas de control de posición.
7.7. Efectos de añadir polos y ceros a las funciones.
7.8. Polos dominantes de las funciones de transferencia.
7.9. Aproximación a sistemas de orden superior por sistemas de bajo orden: el enfoque formal.
7.10. Propiedades en el dominio del tiempo de sistemas en tiempo discreto.
7.11. Resumen.

8. La técnica del lugar geométrico de las raíces.

8.1. Introducción.
8.2. Propiedades básicas del lugar geométrico de las raíces.
8.3. Propiedades y construcción del lugar geométricos de las raíces.
8.4. Solución por computadora.
8.5. Algunos aspectos importantes sobre la construcción del lugar geométrico de las raíces.
8.6. Contornos de las raíces: variación de parámetros múltiples.
8.7. Lugar geométrico de las raíces de sistemas en tiempo discreto.
8.8. Resumen.

9. Análisis en el dominio de la frecuencia.

9.1. Introducción.
9.2. M, ω, y ancho de banda del prototipo de segundo orden.
9.3. Efectos de la adición de un cero en la función de transferencia de la trayectoria directa.
9.4. Efectos de la adición de un polo en la función de transferencia de la trayectoria directa.
9.5. Criterio de estabilidad de Nyquist: fundamentos.
9.6. Criterio de Nyquist para sistemas con función de transferencia de fase mínima.
9.7. Relación entre el lugar geométrico de las raíces y el diagrama de Nyquist.
9.8. Ejemplos ilustrativos: Criterio de Byquist aplicao a funciones de transferencia de fase no mínima.
9.9. Criterio general de Nyquist: para funciones de transferencia de fase mínima y no mínima.
9.10. Ejemplos ilustrativos: Criterio general de Nyquist para funciones de transferencia de fase mínima y no mínima.
9.11. Efectos de la adición de polos y ceros a L(s) sobre la forma del lugar geométrico de Byquist.
9.12. Análisis de estabilidad de sistemas en lazos múltiples.
9.13. Estabilidad de sistemas de control lineales con retardos putos.
9.14. Estabilidad relativa: Margen de ganancia y margen de fase.
9.15. Análisis de estabilidad con las trazas de Bode.
9.16. Estabilidad relativa relacionada con la pendiente de la curva de magnitud de las trazas de Bode.
9.17. Análisis de estabilidad con la traza de magnitud-fase.
9.18. Lugar geométrico de M-constante en el plano G (jω).
9.19. Lugar geométrico de fase constante en el plano G (jω).
9.20. Lugar geométrico de M-constante en el plano magnitud-fase: la carta de Nichols.
9.21. Solución por computadora.
9.22. Carta de Nichols aplicada a sistemas con realimentación no unitaria.
9.23. Estudios de sensibilidad en el dominio de la frecuencia.
9.24. Análisis en el dominio de la frecuencia de sistemas de control de datos muestreados.
9.25. Resumen.

10. Diseño de sistemas de control.

10.1. Introducción.
10.2. Diseño con el controlador PD.
10.3. Diseño con el controlador PI.
10.4. Diseño con el controlador PID.
10.5. Diseño con el controlador de adelanto de fase.
10.6. Diseño con el controlador de atraso de fase.
10.7. Diseño con el controlador de atraso-adelanto.
10.8. Diseño mediante cancelación de polos y ceros: filtro de muesca.
10.9. Controladores prealimentados y en la trayectoria directa.
10.10. Diseño de sistemas de control robusto.
10.11. Control realimentado de lazos menores.
10.12. Control mediante realimentación de estado.
10.13. Diseño por ubicación de polos a través de la realimentación de estado.
10.14. Realimentación de estado con control integral.
10.15. Resumen.

11. Diseño de sistemas de control en tiempo discreto.

11.1. Introducción.
11.2. Implantación digital de controladores analógicos.
11.3. Controladores digitales.
11.4. Diseño de sistemas en tiempo discreto en el dominio de la frecuencia y en el plano z.
11.5. Diseño de sistemas de control en tiempo discreto de respuesta con oscilaciones muertas.
11.6. Diseño por ubicación de polos mediante la realimentación de estado.
11.7. Resumen.

Fuente: casadellibro.com


Autor: Benjamin C. Kuo  |  Categoría: Ingeniería Electrónica, Instrumentación y Control  |  Formato: PDF  |  Idioma: Español  |  ISBN: 968-880-723-0  |  Editorial: Prentice-Hall Inc.  |  Edición: 7ma  |  Año: 1996  |  Páginas: 932

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