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El objetivo principal de esta obra es presentar al lector —profesores, alumnos y profesionales de la Ingeniería— un enfoque completo del análisis y el diseño de los sistemas de control, de tiempo tanto continuo como discreto. Los conceptos son expuestos con diversos ejemplos y supuestos prácticos. Con esta base, el libro elude extenderse en la teoría para centrarse principalmente en el planteamiento y la solución de problemas. En el libro se abarca desde el modelado de sistemas -físicos hasta el diseño, el ajuste y la implementación de reguladores. Cada paso es, además, complementado con el manejo de la principal herramienta software de simulación y de asistencia en el diseño de sistemas continuos y discretos de control (Matlab® /Simulink ®). Por este motivo, se presenta como un perfecto manual de referencia tanto para profesores y alumnos como para profesionales de la Ingeniería dedicados al estudio de los sistemas de control continuos y discretos.
Resulta imprescindible para acometer cualquier sistema de control conocer el comportamiento de los sistemas, así como su variación ante diferentes señales de entrada. En este ámbito, el campo de control automático es de especial importancia en el mundo industrial, donde es imprescindible conocer y comprender el comportamiento de los sistemas clásicos de control para conseguir que los sistemas físicos se comporten de acuerdo a unos requerimientos previamente especificados. Los sistemas de control de esta forma constituyen una materia fundamental en muchas titulaciones de ingeniería a través de la cual fundamentalmente los alumnos pueden adquirir competencias de diseño de reguladores (tanto de tiempo continuo como discreto) partiendo del uso de diferentes herramientas, así como de diferentes posibilidades de diseño. A lo largo de un curso clásico de sistemas de control se proporcionan los contenidos teóricos que permiten justificar las bases en las que se estructuran los diferentes contenidos. De igual forma, el estudiante puede realizar un conjunto de problemas, más o menos alejados de la realidad, que le posibilita comprender y afianzar estos conocimientos. Pero resulta fundamental, realizar experimentos y análisis prácticos que permitan contrastar, afianzar y comprender, bien en sistemas físicos reales o con maquetas simuladas, las posibilidades que ofrece el diseño de reguladores para el control de sistemas físicos. De esta forma, en este libro se recogen un conjunto de experimentos y análisis prácticos que posibilitan comprender desde un punto de vista práctico los diferentes comportamientos que pueden presentar los sistemas físicos al diseñar diferentes esquemas y elementos de control. El texto se ha dividido en dos partes bien diferenciadas. En la primera se recogen las características principales de los sistemas físicos que se utilizarán a lo largo de los diferentes ensayos. Posteriormente en una segunda parte se recogen un total de diez ensayos diferentes que permiten al alumno realizar experimentos con un grado de dificultad mayor a medida que avanza en la realización de las mismas. La primera de las sesiones permite identificar un sistema físico que se utilizará a lo largo de diferentes sesiones (motor de corriente continua) mediante métodos frecuenciales. La segunda de estas sesiones permite realizar este proceso de identificación mediante el uso de una tarjeta de adquisición de datos. De esta forma se pueden contrastar ambos resultados. En una tercera práctica se revisa la potencialidad que ofrece una Toolbox presente en el software Matlab (rltool) como herramienta para entender el diferente comportamiento de los sistemas de control en función de la posición de los polos del sistema en bucle cerrado. A continuación, la cuarta sesión ofrece la posibilidad de diseñar un regulador PID mediante la técnica del Lugar de las Raíces y simular el comportamiento de este regulador. Una sesión posterior se ofrece como alternativa al diseño de reguladores, el diseño de estos mediante el método de Ziegler-Nichols. La siguiente práctica culmina este bloque de diseño de reguladores mediante la sintonización del PID haciendo uso de los métodos frecuenciales de diseño. De esta manera, con estos tres experimentos prácticos, el estudiante podrá entender y asimilar las diferentes posibilidades para la sintonización de reguladores en sistemas continuos. A continuación, se presenta un ensayo donde se experimenta con diferentes arquitecturas de control discreto en función de la diferente posición de las acciones de control dentro del lazo de control. En la sesión octava se realiza el control del sistema físico previamente analizado e identificado (servomotor de corriente continua) mediante un control discreto con diferentes variantes. Por último, las dos últimas prácticas se encuentran enfocadas al diseño de controladores mediante el método de cancelación, en concreto mediante el método de controladores de Tiempo Mínimo y Tiempo Finito. Creemos que con este conjunto de prácticas se recopilan las principales actividades que el estudiante puede manejar en un curso clásico de sistemas de control.
El libro electrónico que se presenta es un compendio sobre la actividad docente a través de los años que el autor lleva impartiendo las materias referentes a control automático. El autor ha plasmado de una manera sencilla los conceptos fundamentales de ingeniería de control, a través de ideas claras y aprovechando la interactividad que ofrece esta versión electrónica. Se complementa con actividades relacionadas con el ejercicio profesional de un ingeniero. Una ventaja de esta propuesta de eBook es el poder contar con un solo libro de texto, que contemple los temarios de las materias de Ingeniería de control y Control computarizado, utilizando la misma notación y misma metodología para estas materias que no siempre son muy populares. El eBook contiene también ejercicios para los que se sugiere la utilización de software de licencia GNU, es decir, software libre que se puede instalar en cualquier PC o laptop y, en algunos casos, puede ser ejecutado en línea desde cualquier explorador de Internet.