Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

Acerca de este libro

  • Page ID
    84735
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    La organización general del libro es:

    • Los capítulos 1-10 tratan principalmente de las ODE y los comportamientos de los sistemas dinámicos de primer y segundo orden;
    • Los capítulos 11 y 12 discuten los ODE y comportamientos de sistemas mecánicos que tienen dos grados de libertad, es decir, sistemas de cuarto orden;
    • Los capítulos 13 y 14 introducen el control clásico de retroalimentación;
    • El capítulo 15 presenta las características básicas de los tipos proporcionales, integrales y derivados del control clásico;
    • Los capítulos 16 y 17 discuten métodos para analizar la estabilidad de los sistemas de control clásicos.

    El requisito previo mínimo general para comprender este libro es la madurez intelectual de un estudiante universitario de nivel junior (tercer año) en un plan de estudios acreditado de ingeniería de cuatro años. Un sistema matemático de segundo orden está representado en este libro principalmente por una sola ODE de segundo orden, no en la forma estado-espacio por un par de ODEs acopladas de primer orden. De manera similar, un sistema de dos grados de libertad (cuarto orden) está representado por dos ODE acopladas de segundo orden, no en forma de estado-espacio por cuatro ODE acopladas de primer orden. El libro no utiliza el modelado de gráficos de bonos, la herramienta general y poderosa, pero complicada, moderna para el análisis de sistemas dinámicos complejos y multidisciplinarios. Los problemas de tarea al final de los capítulos son muy importantes para los objetivos de aprendizaje, por lo que el autor intentó componer problemas de interés práctico y hacer que las declaraciones de problemas fueran lo más claras, correctas e inequívocas posible. Un enfoque principal del libro es el cálculo por computadora de las características y respuestas del sistema y la visualización gráfica de los resultados, con el uso de comandos y programas básicos (no avanzados) de MATLAB. El libro incluye muchos ejemplos y problemas de tareas relevantes para la ingeniería aeroespacial, entre los que se encuentran la dinámica de rodadura de vehículos de vuelo, actuadores de naves espaciales, sensores de movimiento aeroespaciales y aeroelasticidad. También hay varios ejemplos y problemas de tareas que ilustran y validan la teoría mediante el uso de datos medidos para identificar características dinámicas del sistema de primer y segundo orden basadas en modelos matemáticos (por ejemplo, constantes de tiempo y frecuencias naturales), y propiedades básicas del sistema (por ejemplo, masa, rigidez y amortiguación). Las aplicaciones de datos experimentales reales y simulados aparecen en muchos problemas de tarea. El libro contiene algo más material del que se puede cubrir durante un solo semestre universitario estándar, por lo que un instructor que desee utilizar esto como libro de texto de un curso de un semestre no debe intentar cubrir todo el libro, sino que debe cubrir solo aquellas partes que sean más relevantes para los objetivos del curso.

    El libro está destinado a permitir a los estudiantes:

    • Resolver ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs) de primer, segundo y de orden superior, lineales, invariantes en el tiempo (LTI) con condiciones iniciales y excitación, utilizando métodos tanto de dominio de tiempo como de transformación de Laplace;
    • Resolver la respuesta de frecuencia de un sistema LTI a la excitación sinusoidal periódica y graficar esta respuesta en forma estándar;
    • Explicar el papel de la constante de tiempo en la respuesta de un sistema LTI de primer orden, y los roles de la frecuencia natural, la relación de amortiguación y la resonancia en la respuesta de un sistema LTI de segundo orden;
    • Derivar y analizar modelos matemáticos (ODE) de sistemas mecánicos de bajo orden, tanto traslacionales como rotacionales, que están compuestos por elementos inerciales, elementos de resorte y dispositivos de amortiguación;
    • Derivar y analizar modelos matemáticos (ODEs) de circuitos eléctricos de bajo orden compuestos por resistencias, capacitores, inductores y amplificadores operacionales;
    • Derivar (de ODEs) y manipular funciones de transferencia de Laplace y diagramas de bloques que representan relaciones de salida a entrada de elementos discretos y de sistemas;
    • Definir y evaluar la estabilidad para un sistema LTI;
    • Explicar los tipos de control de retroalimentación proporcionales, integrales y derivados para sistemas LTI de entrada única, salida única (SISO);
    • Esbozar el locus de los valores característicos, según varía un parámetro de control, para un sistema SISO, LTI controlado por retroalimentación;
    • Utilice MATLAB como herramienta para estudiar las respuestas de tiempo y frecuencia de los sistemas LTI.

    This page titled Acerca de este libro is shared under a CC BY-NC 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by William L. Hallauer Jr. (Virginia Tech Libraries' Open Education Initiative) via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.