Enfoque práctico del control moderno

Autor: Arnáez, Enrique
Editor: Ecoe Ediciones
ISBN: 9789587713244
eISBN Pdf: 9789587713268
Lugar de publicación: Bogotá , Colombia
Año de publicación: 2016
Páginas: 342

Descripción

Enfoque práctico de control moderno reúne estudios, trabajos e investigaciones del autor en una estructura y lenguaje sencillos. A lo largo de 10 capítulos el autor abarca los conceptos fundamentales de control en la teoría clásica, la teoría de espacio de estados, y los conceptos de controlabilidad y observabilidad, que son nalmente aplicados para el desarrollo de controladores y observadores de estado. Los capítulos nales introducen una serie de teorías complementarias que permiten mejorar el comportamiento de los sistemas de control de estados. Este texto es útil para ingenieros y estudiantes de Ingeniería en cursos sobre Control Moderno y Control Optimo. El libro incluye aplicaciones con Matlab que requieren del lector ciertas habilidades en el software, pues menciona los procedimientos necesarios sin profundizar en ellos

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Contenido
Introducción
Capítulo 1: Introducción al control moderno
- 1.1 Clasificación de los sistemas de control
- 1.2 Transformadas de Laplace
  - 1.2.1 Propiedades de las Transformadas de Laplace
  - 1.2.2 Expansión por fracciones parciales
- 1.3 Álgebra de los diagramas de bloques
- 1.4 Estabilidad
Capítulo 2: Análisis de la respuesta en el estado transitorio
- 2.1 Sistemas de primer orden
- 2.2 Sistemas de segundo orden
  - 2.2.1 Conceptos generales
- 2.3 Diseño de controladores clásicos
  - 2.3.1 Tipos de controladores clásicos
  - 2.3.2 Ventajas y desventajas de los controladores clásicos
Capítulo 3: Análisis de los sistemas de control en el dominio de la frecuencia
- 3.1 Diagramas de Bode
  - 3.1.1 Estabilidad en frecuencia
  - 3.1.2 Relación entre el tipo de sistema y los diagramas de magnitud-fase
  - 3.1.3 Frecuencia de ancho de banda
  - 3.1.4 Performance de lazo cerrado
- 3.2 Controladores o compensadores de adelanto o atraso de fase
  - 3.2.1 Compensador de adelanto de fase
  - 3.2.2 Compensador de atraso de fase
  - 3.2.3 Compensador de adelanto-atraso de fase
Capítulo 4: Modelamiento matemático en espacio de estados
- 4.1 Diseño en el espacio de estados
- 4.2 Definiciones de espacio de estados
  - 4.2.1 Estado
  - 4.2.2 Variables de estado
  - 4.2.3 Vector de estado
  - 4.2.4 Ecuaciones de estado
  - 4.2.5 Espacio de estados
- 4.3 Pasos básicos para el modelamiento matemático
- 4.4 Programación en Matlab
- 4.5 Linealización de sistemas
  - 4.5.1 No linealidad al comienzo
  - 4.5.2 No linealidad interna
  - 4.5.3 No linealidad completa
- 4.6 Identificación práctica de un sistema de segundo orden
Capítulo 5: Transformaciones
- 5.1 Transformaciones de sistemas SISO
  - 5.1.1 A partir de los coeficientes de una función de transferencia
    - a. Forma canónica controlable
    - b. Forma canónica observable
  - 5.1.2 A partir de los polos de una función de transferencia
    - a. Forma canónica diagonal o modal
    - b. Forma canónica de Jordan
  - 5.1.3 Comandos del Matlab para las transformaciones canónicas
- 5.2 Transformación de un sistema SIMO
- 5.3 Transformación de un sistema MIMO
- 5.4 Transformaciones inversas
  - 5.4.1 Cálculo de la función de transferencia desde las formas canónicas
  - 5.4.2 Cálculo de la matriz de transferencia a través de la Transformada de Laplace
- 5.5 Equivalencias o transformaciones de semejanza de las ecuaciones de estado
Capítulo 6: Propiedades de los sistemas de espacio de estados
- 6.1 Solución de las ecuaciones de estado
  - 6.1.1 Solución de las ecuaciones de estado de caso homogéneo
  - 6.1.2 Matriz de transición de estados
    - 6.1.2.1 Propiedades de la matriz de transición de estados
  - 6.1.3 Solución de las ecuaciones de estado de caso no homogéneo
- 6.2 Estabilidad en espacio de estados
- 6.3 Controlabilidad
  - 6.3.1 Método para determinar la controlabilidad
  - 6.3.2 Matlab para probar la controlabilidad
- 6.4 Observabilidad
  - 6.4.1 Método para determinar la observabilidad
  - 6.4.2 Matlab para probar la observabilidad
- 6.5 Controlabilidad de la salida
  - 6.5.1 Método para determinar la observabilidad
Capítulo 7: Diseño de controladores de estado
- 7.1 Algoritmo para el cálculo del controlador de estados
  - 7.1.1 Método por excepción
- 7.2 Utilizando Matlab para el diseño de controladores
  - 7.2.1 Matlab M-File de controlador.m para el diseño de controladores de estado
Capítulo 8: Diseño de observadores de estado
- 8.1 Tipos de observadores de estado
- 8.2 Observadores de estado de orden completo
- 8.3 Diseño de observadores de estado
  - 8.3.1 Algoritmo para el cálculo del observador de estados
  - 8.3.2 Algoritmo de Ackerman
  - 8.3.3 Método por excepción
- 8.4 Comparaciones con respecto al diseño de los controladores de estado
- 8.5 Utilizando el Matlab para el diseño de observadores de estado
- 8.6 Observador de estado en sistemas de lazo cerrado
- 8.7 Consideraciones adicionales
Capítulo 9: Diseño de sistemas de seguimiento
- 9.1 Tipos de sistemas de seguimiento
  - 9.1.1 Sistema de seguimiento con integrador
  - 9.1.2 Sistema de seguimiento sin integrador
Capítulo 10: Control óptimo
- 10.1 Criterio de estabilidad de Lyapunov
  - 10.1.1 Función definida positiva
  - 10.1.2 Matriz definida positiva
  - 10.1.3 Función de Lyapunov
  - 10.1.4 Prueba de estabilidad
  - 10.1.5 Solución de la ecuación de Lyapunov
- 10.2 Control óptimo cuadrático
  - 10.2.1 Optimización de parámetros mediante el criterio de Lyapunov
Apéndice: Introducción al Matlab Operadores de matemáticas
- Operadores de matemáticas
- Operadores relacionales
- Operadores lógicos
- Variables
- Polinomios
- Condicional
- Lazos de programación
- Constantes del sistema
- Algunos comandos útiles
- Figuras y gráficos
- M-Files
- Toolboxes; Symbolic Math Toolbox (toolbox de matemáticas simbólicas)
- Integrales
- Derivadas
- Resolución de ecuaciones
- Transformaciones
- Toolboxes de control y señales
- Funciones de transferencia de filtros analógicos
- Acerca del autor

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