E-book Teoría de Control para Informáticos

Descripción

El presente libro pretende ser una versión simplificada de los fundamentos de la Teoría de Control, destinada a la enseñanza de la misma en la carrera de Ingeniería en Sistemas de Información. Desarrolla los conceptos básicos de la disciplina, a efectos de que el lector que recién se inicia en dicha teoría conozca los mismos y pueda abordar sin dificultad otras obras que tratan el tema en profundidad, con el objetivo de diseñar e implementar sistemas de control continuos y discretos de avanzada.

El Capítulo 1 comienza con una breve introducción a los sistemas de control y su relación con los sistemas de información. En el mismo también se incluye un sucinto resumen de la evolución histórica que experimentaron los sistemas de control y una primera clasificación de los mismos.

El Capítulo 2 detalla los componentes básicos de los sistemas de control e incluye el detalle de los elementos de medición y corrección, como así también, una descripción de los principales sensores utilizados para la automatización de los sistemas. Por último, se concluye con una introducción al concepto de modelo matemático de sistemas, considerando solo los sistemas eléctricos y términos.

El Capítulo 3 profundiza el tema de los modelos matemáticos aplicados a los sistemas de lazo abierto y cerrado. Se analiza también el efecto de las perturbaciones en dichos sistemas y la sensibilidad de los mismos ante la presencia de cambios en los componentes que constituyen el sistema.

El Capítulo 4 trata sobre la Transformada de Laplace aplicada para resolver ecuaciones diferenciales y posibilitar, de esta forma, la transformación de las ecuaciones diferenciales, muy frecuentes en los sistemas de control, en ecuaciones algebraicas de fácil resolución. Una vez resuelta dicha ecuación mediante la aplicación de la Transformada inversa de Laplace se puede obtener la respuesta en función del tiempo del sistema bajo análisis.

En el Capítulo 5 se analizan los sistemas de control bajo el concepto de bloques funcionales.
Cada bloque representa a un elemento simple o un subsistema y mediante las relaciones de los bloques se puede obtener la respuesta del sistema pasando previamente por un proceso de reducción del diagrama de bloques.

El Capítulo 6 trata sobre dos aspectos muy importantes de los sistemas de control como son el análisis de la estabilidad y el error en estado estable de dichos sistemas. Se analiza la respuesta transitoria y estable de los sistemas y la estabilidad de éstos mediante el método de
Routh-Hürwitz.

En el Capítulo 7, se introducen los conceptos básicos relativos a los Controladores Lógicos Programables (PLC), como así también, los diferentes tipos de controladores y la introducción a los procesos discretos secuenciales. Se analizan, en particular, los comandos y funciones principales del PLC de Siemens LOGO.

El Capítulo 8 trata los sistemas de control discretos y para su análisis es necesario introducir el concepto de Transformada Z y, por supuesto, la antitransformada Z con la finalidad de determinar el comportamiento de los sistemas sometidos a entradas de señales de tipo discreto y no continuo.

En el Capitulo 9 hemos incluido dos ejemplos de aplicación de sistemas de control, el primero referido a un sistema empresarial de distribución de efectos que utiliza el subsistema GPS para posicionamiento. El segundo se basa en la aplicación de la domótica para controlar diferentes funciones en una vivienda.

Por último, la obra incluye tres Apéndices:

• El Apéndice A es una introducción a los buses de campo, que constituyen los sistemas de transmisión de datos que conectan a todos los elementos que componen un sistema de control.
• Además, se detallan las principales normas que, actualmente, se hallan vigentes y que compiten por dominar el mercado.
• El Apéndice B incluye una introducción al uso básico de la aplicación MATLAB, que constituye una herramienta muy útil para el desarrollo de algoritmos y cálculos numéricos varios que posibiliten resolver ecuaciones matemáticas diversas.
• El Apéndice C contiene los conceptos básicos para llevar adelante el análisis y visualización de datos y el empleo de la aplicación Simulink para resolver la respuesta de los controladores mediante interfaz gráfica y resultado gráfico.
• En la Web de apoyo del libro el docente cuenta con presentaciones para proyectar en clase.
• Los alumnos cuentan con autoevaluaciones de respuestas múltiples, mapas conceptuales da cada capítulo y simulaciones con MATLAB y Simulink.
• Ventajas competitivas

Se dirige a estudiantes de Sistemas, por lo que se hace hincapié en que se entiendan los conceptos básicos y no en las cuestiones matemáticas de la disciplina.
Varios de los ejercicios que se resuelven en el libro también se encuentran resueltos con MATLAB.