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Análisis y diseño de sistemas
de control por el método
de la respuesta en frecuencia
7-1 Introducción
Con el término respuesta en frecuencia, se quiere hacer referencia a la respuesta de un sistema en
estado estacionario a una entrada sinusoidal. En los métodos de respuesta en frecuencia, la frecuencia
de la señal de entrada se varía en un cierto rango, para estudiar la respuesta resultante.
En este y en el próximo capítulo se presentan los métodos de respuesta en frecuencia para el
análisis y diseño de sistemas de control. La información que se extrae de dichos análisis es diferente
a la obtenida en el análisis del lugar de las raíces. De hecho, los métodos de la respuesta en
frecuencia y del lugar de las raíces se complementan. Una ventaja del método de la respuesta en
frecuencia es que se pueden utilizar los datos que se obtienen de las medidas sobre el sistema
físico sin deducir su modelo matemático. Los ingenieros de control deben familiarizarse con ambos
métodos.
Los métodos de respuesta en frecuencia fueron desarrollados en los años 1930 y 1940 por Nyquist,
Bode y Nichols, entre otros. Los métodos de respuesta en frecuencia son los más potentes en la
teoría de control convencional. También son indispensables para la teoría de control robusto.
El criterio de estabilidad de Nyquist permite averiguar la estabilidad relativa y absoluta de
los sistemas lineales en lazo cerrado a partir del conocimiento de sus características de frecuencia
en lazo abierto. Una ventaja del método de la respuesta en frecuencia es que las pruebas de la
respuesta en frecuencia son, en general, sencillas y pueden ser muy precisas con el uso de generadores
de señales sinusoidales y un equipo de medición preciso. A menudo las funciones de
transferencia de los componentes complicados se determinan experimentalmente mediante pruebas
de la respuesta en frecuencia. Además, este método tiene la ventaja de que permite diseñar
un sistema en el que se eliminen los efectos no deseados del ruido así como extender este análisis
y diseño a ciertos sistemas de control no lineales.
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