Dinamica De Sistemas Fisicos 1p55d

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS

1547

5°

09

Asignatura

Clave

Semestre

Créditos

Ingeniería Eléctrica División

Asignatura: Obligatoria

Ingeniería Eléctrica Electrónica Carrera en que se imparte

Ingeniería de Control y Robótica Departamento

Horas: X

Optativa

Total (horas):

Teóricas

4.5

Semana

4.50

Prácticas

0.0

16 Semanas

72.0

Modalidad: Curso

Aprobado: Consejo Técnico de la Facultad

Fecha: 25 de febrero, 17 de marzo y 16 de junio de 2005

Consejo Académico del Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

11 de agosto de 2005

Seriación obligatoria antecedente: Ninguna.

Seriación obligatoria consecuente: Fundamentos de Control.

Objetivo(s) del curso: El alumno comprenderá y analizará la metodología de modelado de sistemas físicos empleando el enfoque de sistemas lineales, invariantes con el tiempo y de parámetros concentrados.

Temario NÚM.

NOMBRE

HORAS

1.

Modelado de sistemas físicos

20.0

2.

Representación de los sistemas físicos

10.0

3.

Características dinámicas de los sistemas físicos

12.0

4.

Respuesta en frecuencia de sistemas físicos

14.0

5.

Análisis de sistemas en tiempo continuo mediante variables de estado

16.0 72.0

Prácticas de laboratorio Total

0.0 72.0

DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS

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1 Modelado de sistemas físicos Objetivo: El alumno comprenderá y discutirá los conceptos y métodos empleados en la formulación de modelos matemáticos de sistemas físicos. Contenido: 1.1 Concepto de modelado 1.2 Modelado de sistemas mecánicos 1.2.1 Leyes de elementos 1.2.2 Ecuaciones de equilibrio 1.2.3 Representación de sistemas mecánicos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.3 Modelado de sistemas hidráulicos y térmicos 1.3.1 Leyes de elementos 1.3.2 Ecuaciones de equilibrio 1.3.3 Representación de sistemas hidráulicos y térmicos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.4 Modelado de sistemas híbridos 1.4.1 Leyes de elementos 1.4.2 Ecuaciones de equilibrio 1.4.3 Representación de sistemas híbridos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.5 Enfoque energético en el modelado de sistemas físicos 1.5.1 Ecuaciones de Euler-Lagrange 1.5.2 Gráficas de enlace (Bond Graphs)

2 Representación de los sistemas físicos Objetivo: El alumno podrá representar en forma esquemática y analítica los sistemas físicos Contenido: 2.1 Representación de sistemas físicos mediante diagramas de bloques 2.1.1 Reglas para la reducción de diagramas de bloques 2.2 Representación de sistemas físicos mediante gráficas de flujo de señal (reogramas) 2.2.1 Obtención de reogramas a partir de diagramas de bloques 2.2.2 Representación de sistemas mediante reogramas 2.2.3 Fórmula de Mason 2.3 Introducción a la simulación

3 Características dinámicas de los sistemas físicos Objetivo: El alumno comprenderá y catalogará el comportamiento característico de los sistemas físicos a partir del concepto de respuesta escalón e impulso.

DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS

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Contenido: 3.1 Sistemas de primer orden 3.1.1 Características generales 3.1.2 Respuesta a escalón 3.1.2.1. Constante de tiempo 3.1.3 Respuesta impulso 3.1.4 Función de transferencia y patrón de polos y ceros 3.2 Sistemas de segundo orden 3.2.1 Características generales 3.2.2 Respuesta a escalón 3.2.2.1. Parámetros de diseño 3.2.3 Respuesta impulso 3.2.4 Función de transferencia y patrón de polos y ceros 3.3

Sistemas de orden superior 3.3.1 Polos dominantes

4 Respuesta en frecuencia de sistemas físicos Objetivo: El alumno comprenderá y analizará las técnicas y criterios para el análisis de los sistemas físicos, utilizando los métodos de la respuesta en frecuencia. Contenido: 4.1 Respuesta en estado senoidal permanente 4.2 Representación de gráficas 4.2.1 Logarítmicas (Traza de Bode) 4.2.2 Polares (Traza de Nyquist)

5 Análisis de sistemas en tiempo continuo mediante variables de estado Objetivo: El alumno analizará y comprenderá con el enfoque de variables de estado, los sistemas lineales e invariables con el tiempo de los dominios continuos y discreto. Contenido: 5.1 El concepto de estado 5.2 Ecuaciones de estado de sistemas lineales e invariantes en el tiempo 5.2.1 Obtención de las ecuaciones de estado a partir del diagrama esquemático 5.2.2 Obtención de las ecuaciones de estad a partir de la función de transferencia 5.2.3 Obtención de la función de transferencia a partir de la representación en variables de estado. 5.3 Formas canónicas de las ecuaciones de estado 5.4 Solución de las ecuaciones de estado 5.4.1 Matriz de transición 5.4.2 Ecuación de transición de estado 5.5 Controlabilidad y observabilidad

DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS

Bibliografía básica:

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Temas para los que se recomienda:

RODRÍGUEZ RAMÍREZ, F. Dinámica de sistemas México Trillas, 1994

Todos

OGATA, K Dinámica de sistemas. México Pearson, 1988

Todos

CANNON, Jr., R. H. Dynamics of physical systems New York McGraw-Hill, 1967

Todos

SHEARER, J. L. , Kulakowski, B. T. y Gardner, J. F. Dynamic modelling and control of engineering systems Englewood Cliffs Pretince Hall, 1997.

Todos

WOODS, R. L. y Lawrence, K. L. Modeling and simulation of dynamic systems. Englewood Cliffs Pretince Hall, 1997

Todos

Bibliografía complementaria: ERONINI-Umez Dinámica de sistemas y control México Thompson, 2001

Todos

DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS

Sugerencias didácticas: Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios

Forma de evaluar: Exámenes parciales Exámenes finales Trabajos y tareas fuera del aula

(5 / 5)

X X X X

Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Prácticas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otras

X X X

Participación en clase Asistencias a prácticas Otras

X

Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Se requiere de personas con estudios de posgrado y/o experiencia en campo, dentro del área de la Ingeniería de Control.