Detalle del libro
Ver Índice
Índice de Figuras
Índice de Tablas
Prólogo
I Análisis de sistemas continuos de control realimentados
1 Introducción
1.1 Sistemas de control Conceptos básicos
1.1.1 Elementos en un sistema de control
1.1.2 Control en bucle abierto y bucle cerrado
1.1.3 Realimentación de sistemas
1.1.4 Esquemas típicos de control
1.2 Comportamiento dinámico de sistemas continuos.
1.2.1 La Transformada de Laplace
1.2.2 Función de Transferencia de un sistema
1.2.3 Respuesta temporal de un sistema continuo
1.2.4 Sistemas de primer orden
1.2.5 Sistemas de segundo orden
1.2.6 Sistemas de orden superior: Sistema reducido equivalente
1.3 Estudio de la estabilidad de sistemas continuos realimentados
1.3.1 Criterio de Routh
2 Análisis en régimen permanente de sistemas continuos realimentados
2.1 Respuesta en régimen transitorio y en régimen permanente en el dominio del tiempo
2.2 Error en régimen permanente
2.3 Señales de entrada normalizadas
2.4 Tipo de un sistema
2.5 Constantes de error en sistemas con realimentación unitaria
2.5.1 Error ante una entrada escalón. Error de posición. Constante de error de posición
2.5.2 Error ante una entrada rampa. Error de velocidad. Constante de error de velocidad
2.5.3 Error ante una entrada parabólica. Error de aceleración. Constante de error de aceleración
2.6 Errores en sistemas con realimentación no unitaria
2.6.1 Transformación en un sistema equivalente con realimentación unitaria
2.6.2 Cálculo del error a partir de la ganancia estática de la realimentación
2.7 Comparación bucle abierto-bucle cerrado
2.8 Sensibilidad
Bibliografía para ampliar
3 Técnica del lugar de las raíces
3.1 Ecuaciones básicas del lugar de las raíces
3.2 Reglas para el trazado del lugar de las raíces
3.2.1 Ejemplos de trazado del lugar de las raíces
3.2.1.1 Ejemplo 1
3.2.1.2 Ejemplo 2
3.3 Forma básica del lugar de las raíces en sistemas de primer y segundo orden
3.3.1 Sistemas de primer orden
3.3.2 Sistemas de segundo orden
3.3.2.1 Adición de ceros a un sistema de segundo orden simple
3.3.2.2 Adición de polos a un sistema de segundo orden simple
3.3.3 Sistemas de fase no mínima
3.4 Contorno de las raíces
4 Análisis dinámico de sistemas continuos en el dominio de la frecuencia
4.1 Respuesta en frecuencia de un sistema
4.1.1 Justificación del estudio de la respuesta en frecuencia
4.1.2 Régimen permanente senoidal
4.2 Diagramas de respuesta en frecuencia
4.2.1 Representación de los Diagramas de Bode
4.2.2 Diagrama de Nyquist o trazado polar
4.2.3 Diagrama de Black-Nichols
4.2.4 Identificación en frecuencia
4.3 Frecuencia de resonancia
4.4 Estabilidad de un sistema realimentado
4.5 Principio del argumento de Cauchy
4.6 Camino de Nyquist
4.7 Criterio de estabilidad de Nyquist
4.7.1 Ejemplos de aplicación del criterio de Nyquist
4.8 Introducción de polos y ceros adicionales
4.8.1 Adición de polos reales
4.8.2 Adición de polos en el origen
4.8.3 Adición de ceros reales
4.9 Criterio de Nyquist para sistemas de fase mínima. Estabilidad relativa
4.10 Márgenes de ganancia y de fase
4.11 Estabilidad en los diagramas de Bode
4.11.1 Frecuencia de corte y ancho de banda
4.12 Respuesta en frecuencia en bucle cerrado. Círculos M y N. Diagrama de Black-Nichols
4.12.1 Sistemas con realimentación unitaria
4.12.2 Sistemas con realimentación no unitaria
5 Consideraciones sobre el diseño y acciones básicas de control
5.1 Introducción
5.2 Tipos de compensación
5.3 Metodologías para el diseño de reguladores
5.3.1 Especificaciones de funcionamiento
5.4 Condiciones básicas del sistema de control
5.5 Acciones básicas de control
5.6 Reguladores de tipo P e I
5.7 Regulador de tipo PD
5.8 Regulador de tipo PI
5.9 Regulador PID
5.10 Efectos de las acciones de control integral y diferencial en el comportamiento de un sistema
6 Diseño de reguladores PID continuos. Método del lugar de las raíces
6.1 Enfoque del lugar de las raíces para el diseño de sistemas de control
6.2 Sistema equivalente de orden reducido
6.3 Compensación mediante regulador PD
6.3.1 Ejemplo introductorio
6.3.2 Procedimiento de diseño de un regulador PD
6.3.3 Criterios para situar el cero de un regulador PD
6.4 Compensación mediante regulador PI
6.4.1 Pasos en el diseño de un regulador PI
6.5 Compensación mediante un regulador PID
6.6 Otros métodos de ajuste de reguladores tipo PID
6.6.1 Reglas de Ziegler-Nichols para sintonizar reguladores PID
6.6.1.1 Primer método
6.6.1.2 Segundo método
7 Diseño de reguladores continuos. Método de respuesta en frecuencia
7.1 Introducción
7.1.1 Especificaciones en el dominio de la frecuencia
7.1.2 Análisis del diagrama de Bode de un sistema en bucle abierto
7.1.3 Método de la respuesta en frecuencia para la compensación de un sistema realimentado
7.2 Compensación mediante red de adelanto de fase
7.2.1 Ejemplo
7.2.2 Limitaciones del control de adelanto de fase
7.3 Compensación mediante red de retraso de fase
7.3.1 Ejemplo
7.3.2 Efectos y limitaciones del control de retraso de fase
7.4 Compensación mediante red de atraso-adelanto de fase
7.4.1 Ejemplo
8 Conceptos de teoría de sistemas discretos
8.1 Sistemas controlados por computador. Motivación
8.2 Sistemas discretos. Secuencias
8.2.1 Propiedades de las secuencias
8.2.2 Secuencia de ponderación
8.3 La transformada Z
8.3.1 Propiedades de la transformada Z
8.3.2 Transformada inversa Z
8.3.3 Función de transferencia en Z
8.4 Muestreo y reconstrucción de señales
8.4.1 Teorema del muestreo
8.5 Sistemas muestreados
9 Estabilidad en sistemas discretos
9.1 Introducción
9.2 Transformaciones del plano s al plano z
9.2.1 Eje imaginario
9.2.2 Semiplano negativo
9.2.3 Región del plano s
9.2.4 Rectas de abscisa constante
9.2.5 Recta que pasa por el origen
9.2.6 Rectas de ? constante
9.3 Estabilidad en el plano s y en el plano z
9.3.1 Efectos de los polos sobre la estabilidad de un sistema discreto
9.3.2 Métodos para la determinación de la estabilidad en sistemas discretos
9.4 Métodos algebraicos
9.4.1 Criterio de Jury
9.4.2 Análisis de estabilidad mediante la transformación bilineal y el criterio de estabilidad de Routh
9.5 Consideraciones finales sobre el estudio de estabilidad
Este libro nace con la pretensión de ofrecer una introducción a la teoría clásica de control contínuo y discreto de sistemas. Puede ser util como libro de texto en asignaturas de distintas ingenierías e ingenierías técnicas (industrial, telecomunicaciones, informática, etc.), aunque también puede usarse para introducirse en el apasionante tema de control automático a ingenieros en ejercicio.
El texto guía al lector con el objetivo de que llegue a conocer los conceptos básicos del control automático de sistemas, dividiendo la materia tratada en cuatro partes:
- La primera parte se dedica al análisis de sistemas contínuos realimentados, centrándose en el análisis en régimen permanente y las técnicas clásicas de análisis dinámico. Esta parte proporciona la base necesaria para abordar el diseño de sistemas contínuos de control.
- En la segunda parte se estudian las técnicas clásicas de diseño de sistemas contínuos de control, tanto en el dominio temporal como en el dominio frecuencial.
- La tercera parte comienza el análisis de los sistemas digitales o discretos de control (control por computador). Algunos aspectos tratados son el estudio de la estabilidad, análisis dinámico, en régimen permanente y frecuencial de sistemas discretos realimentados.
- En la cuarta parte se describen las técnicas de diseño de sistemas discretos de control, técnicas que permiten el desarrollo del sistema de control automático utilizando un computador.
