Ingeniería de Control Moderna – Katsuhiko Ogata – 5ta Edición

Esta nueva edición de Ingeniería de Control Moderna, ofrece la cobertura completa de los sistemas de control en tiempo continuo que todos los estudiantes de nivel superior deben tener, incluyendo el enfoque de la respuesta en frecuencia, el enfoque de lugar de raíces, y en espacio de estado aproximación al análisis y diseño de sistemas de control.

El texto prevé un desarrollo gradual de la teoría de control, muestra cómo resolver todos los problemas de cálculo con MATLAB, y evita argumentos sumamente matemáticos. Una gran cantidad de ejemplos y problemas trabajados aparecen en el texto. Así, este texto es ideal para sistemas de control de los ingenieros.

Está escrito para estudiantes de ingeniería mecánica, eléctrica, aeroes- pacial o química. Se supone que el lector ha completado los siguientes prerrequisitos: cursos de carácter introductorio sobre ecuaciones diferenciales, transformada de Laplace, análisis vecto- rial-matricial, análisis de circuitos, mecánica y termodinámica.

Esta edición de Ingeniería de Control Moderna está organizada en diez capítulos. El conteni­do del libro es el siguiente: El Capítulo 1 presenta una introducción a los sistemas de control.

El Capítulo 2 trata el modelado matemático de sistemas de control. Se presenta también en este capítulo una técnica de linealización de modelos matemáticos no lineales. El Capítulo 3 analiza el modelado matemático de los sistemas mecánicos y eléctricos. El Capítulo 4 trata el modelado de los sistemas fluídicos $tales como sistemas de nivel de líquido, sistemas neumáticos y siste­mas hidráulicos$ y sistemas térmicos.

El Capítulo 5 trata el análisis de la respuesta transitoria y el estado estacionario de los sistemas de control. MATLAB se utiliza extensivamente para el análisis de la respuesta transitoria. El capítulo presenta el criterio de estabilidad de Routh para el análisis de estabilidad de los sistemas de control. También se estudia el criterio de estabilidad de Hurwitz.

El Capítulo 6 aborda el análisis y diseño de sistemas de control mediante el lugar de las raí­ces, incluyendo los sistemas con realimentación positiva y los sistemas condicionalmente esta­bles. Se estudia con detalle la representación del lugar de las raíces con MATLAB. Se estudia el método del lugar de las raíces para el diseño de compensadores de adelanto, retardo y retardo- adelanto.

El Capítulo 7 presenta el análisis y diseño de sistemas de control mediante la respuesta en frecuencia. Se trata el criterio de estabilidad de Nyquist de una forma fácilmente comprensible. Se analiza el método de los diagramas de Bode para el diseño de compensadores de adelanto, retardo y retardo-adelanto.

El Capítulo 8 estudia los controladores PID básicos y modificados. Se presentan con cierto detalle los métodos computacionales $en MATLAB$ para obtener valores óptimos de los pará­metros de los controladores que satisfacen ciertos requisitos de las características de la respuesta escalón.

El Capítulo 9 presenta un análisis básico de los sistemas de control en el espacio de estados. Se introducen los conceptos de controlabilidad y observabilidad.

El Capítulo 10 analiza el diseño de sistemas de control en el espacio de estados. El estudio incluye la asignación de polos, observadores de estado y control óptimo cuadrático. Al final del capítulo se presenta un análisis introductorio de los sistemas de control robusto.

El libro se ha estructurado con la finalidad de facilitar la comprensión gradual de la teoría del control al estudiante. Se ha tratado de evitar cuidadosamente razonamientos con un fuerte conte­nido matemático en la presentación del material. Se proporcionan demostraciones matemáticas cuando contribuyen a la comprensión de los temas presentados.