Página de la Clase de Control Moderno

Profesor: Dr. Rodolfo Salinas Villarreal, email: salinas@fime.uanl.mx 

Referencias:

• • Ingeniería de Control Moderna, K. Ogata, Prentice-Hall, 1998.

  • Sistemas de Control para Ingeniería, Norman Nise, CECSA, 3a Edición, 2002.

  • Sistemas de Control Automático, Benjamin Kuo, Prentice-Hall, 1996.

• Apuntes de la clase

Objetivo:

En este curso el alumno aprenderá los fundamentos del análisis, síntesis y diseño de control para sistemas dinámicos representados en el espacio de estado. Se analizará el concepto de variable de estado y la forma de expresar el modelo de un sistema dinámico como una ecuación de estado. Los alumnos deben tener los fundamentos necesarios de álgebra lineal o matrices, así como de ecuaciones diferenciales y transformadas de Laplace para obtener la solución. El objetivo principal es que el alumno aprenda a usar la representación en espacio de estado de un sistema dinámico con la finalidad de diseñar controladores y otras estructuras por retroalimentación de estado. Además, el alumno también aprenderá otros propósitos de utilizar esta representación. 

Temas: Programa completo 

• • Introducción al control moderno. 

  • Sistemas retroalimentados y control. Clasificación de sistemas. Representación matemática de sistemas dinámicos. 

  • APUNTES 1 

  • * ACTIVIDAD 1 

  • Formas de representación del sistema dinámico: Representación de estado y función de transferencia. 

  • Forma normal y representación interna de sistemas. Concepto de estado. Método para obtener la representación de estado. Descripción de sistemas dinámico en representación de estado. Obtención de las ecuaciones de estado. Relacion entre la representación interna y la de entrada/salida. 

  • APUNTES 2 

  • * ACTIVIDAD 2 

  • Análisis de ecuación de estado y ecuación de salida. Transformaciones de la representación del sistema dinámico. Matriz de transformación de estado. 

  • APUNTES 3 

  • * ACTIVIDAD 3 

  • Diagonalización. Cambio de variable. Matriz de transformaci'on de estado. Valores propios. Vectores propios. Matriz modal. Forma canónica de Jordan. 

  • APUNTES 4 

  • * ACTIVIDAD 4 

  • Sistemas no-lineales. Método de linealización aproximada. Puntos de equilibrio. Puntos de operaci\'on. 

  • APUNTES 5 

  • * ACTIVIDAD 5 

  • Clase modelado sistemas dinámicos 

  • * EXAMEN DE MEDIO CURSO

  • Solución de la ecuación de estado lineal. 

  • Caso homogéneo. Matriz fundamental y la matriz de transición. Teorema de Cayley-Hamilton. Caso no homogéneo. Introducción al uso de matlab y simulink. 

  • Clases solución ecuación de estado 

  • * ACTIVIDAD 7 

  • Propiedades de los sistemas dinámicos. 

  • Controlabilidad. Observabilidad. Descomposición canónica de Kalman. Formas canónicas: a) Controlable, b) Observable, c) Jordan. Estabilidad. 

  • * ACTIVIDAD 8 

  • Diseño de sistemas de control en espacio de estado. 

  • Retroalimentación de estado. Problema de asignación de polos. Problema de regulación. Principio de separación. Problema de seguimiento. Observadores de estado. Leyes de control óptimo cuadrático. 

  • Clase diseño de control por retroalimentación de estado 

  • Clase diseño control retro estado por Ackermann, Servosistemas 

  • Clase diseño observadores de estado 

  • Ej 1. Observador lazo abierto 

  • Ej 2. Observador lazo cerrado y lazo abierto (desconectar retro de 5) 

  • * ACTIVIDAD 9. 

  • * ACTIVIDAD 10. 

  • EXAMEN ORDINARIO AGOSTO-DICIEMBRE 2018 

Última Actualización: 26 de septiembre, 2018.