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DINMICA DE SISTEMAS, MODELADO Y SIMULACIN
Titulo del curso:
Dinmica de Sistemas, Modelado y Simulacin
Nivel:
5
Creditos:
3
Codigo de Asignatura:
8879 1IM Semestre en que ofrece 1
Con efectos a partir de:
Marzo 2015
Facultad: Ingenieria Mecanica
Profesor: Dr. Deyka Garca
Mdulo duracin (horas de contacto / estudio dirigido privado):
100 horas de estudio terico
Estado: nucleo/ opcin / electiva (identificar el programa en su caso):
Nucleo
Programa (s) en el que se ofrece: Licenciatura en Ingeniera Mecnica, tendencia
en sistemas Dinmicos y Automticos
Pre-requisitos por programa (entre niveles): N/A
Co-requisitos por programa (en un nivel): N/A
Objetivos del curso: Al finalizar el curso los estudiantes sern capaces de: Desarrollar modelos matemticos de sistemas dinmicos complejos. Simular y analizar el comportamiento de sistemas dinmicos complejos
No. de Asignacin
Los resultados del aprendizaje que deben cumplir
Tipo de Asignacin
Ponderacin
Duracin (Si en la prueba)
Los resultados esperados del mdulo de aprendizaje: Al finalizar este mdulo, el alumno debe ser capaz de:
1. Se estudiaran los diferentes acercamientos para subdividir los sistemas (haciendo uso de tcnicas de identificacin si el sistema ya existe) y el grado de fidelidad requerido de los diferentes sub-modelos, dependiendo del objetivo del estudio.
2. El nfasis se har en la integracin de los mtodos de modelado de sistemas simples estudiados en cursos previos, por ejemplo, mtodos basados en leyes fundamentales, mtodos de energa, analogas, etc..
3. Los casos de estudio sern preferentemente aquellos sistemas o procesos en donde se tenga interaccin entre medios y fenmenos fsicos: Sistemas multicuerpos, termo-fludicos, electromecnicos; flujo compresible e incompresible con fronteras mviles, etc. Habilidades y otros atributos:
El alumno ser capaz de: Se revisaran los mtodos numricos bsicos para la solucin aproximada de las ecuaciones dinmicas y se utilizaran en el desarrollo de programas de computadora para obtener una simulacin integral. Las aplicaciones sern al estudio de sistemas de generacin de energa, medios de transporte, maquinaria, robtica y procesos industriales, principalmente.
Asignacin 1
Aplicacin de los temas de referencia para solucin de
problemas Prueba 30% 2 hrs
Asignacin 2 Aplicacin de todo el material para solucin de problemas Prueba final 30% 2 hrs
Asignacin 3 Proyecto Presentacin 20% 20 -40 minutos
Asignacin 4 Asignaciones varias Ejercicios
cortos, Laboratorios y participacin
20% 10 minutos- 135 mins
Contenido
1. Modelado de Sistemas Mecnicos: Modelado Fsico y Construccin de Modelos mediante Leyes Fundamentales
a. Procedimiento para el desarrollo de modelos matemticos. b. Modelado Fsico de sistemas mecnicos c. Tipos de modelos matemticos de acuerdo con: linealidad, con la distribucin de los
parmetros en el medio y con la variacin de los parmetros con el tiempo d. Componentes idealizados, linealizacin. e. Segunda Ley de Newton y Conservacin de Momentum
2. Ecuaciones de Lagrange
a. Determinacin de Velocidades de cuerpo rgido. b. Determinacin del Lagrangiano c. Trminos de excitacin d. Funcin de disipacin de Rayleigh e. Aplicacin a un sistema no-lineal de varios grados de libertad.
3. Modelado y Simulacin de Circuitos Elctricos: Solucin Numrica de Ecuaciones
Diferenciales Ordinarias
a. Aplicacin de las leyes de Kirchhoff para el modelado matemtico de circuitos elctricos.
b. Mtodos de Euler implcito y explcito. c. Mtodo de Runge-Kutta d. Mtodos Multipasos (Adams-Bashforth) e. Ecuaciones rgidas y mtodos de paso variable
4. Modelado de Procesos Termo-fludicos
a. Ley I y II de la termodinmica, leyes de conservacin de energa, de momentum y
masa b. Modelado de los diferentes procesos de transferencias de calor
c. Modelado de procesos que conllevan tanto transferencia de calor como de masa d. Modelos de parmetros concentrados e. Interaccin de sistemas fludicos con cuerpos rgidos
5. Modelado de Sistemas en el Espacio de Estados
a. Introduccin a las ecuaciones de Estado y variables de Estado b. Sistemas mecnicos, de flujo incompresible y elctricos c. Solucin de las Ecuaciones de Estado d. Valores Caracterstcios, vectores caractersticos y anlisis modal
6. Modelos de Sistemas Generalizados y Anlogos
a. Variables y elementos de sistemas generalizados b. Tipos de analogas c. Sistemas electromecnicos: motores DC y AC sincrnicos y de induccin d. Otros ejemplos de sistemas hbridos e integrados
7. Simulacin y Anlisis de sistemas dinmicos multicuerpo
a. Ecuaciones dinmicas algebraicas b. Anlisis de pares cinemticos c. Ecuaciones cinemticas d. Ecuaciones dinmicas e. Multiplicadores de Lagrange f. Solucin de las dinmicos g. Modelado y Anlisis de Sistemas multicuerpos con SIMULINK/SimMechanics
8. Mtodos de Identificacin de sistemas
a. Regresin lineal b. Filtro de Kalman
Bibliografa Eronini Umez-Eronini . Dinmica de Sistemas y Control. Editorial Thomson Learning,
2001, Mxico. Donalld T. Greenwood. Advanced Dynamics, University of Michigan. Cambridge
University Press 2003 Jerry H. Ginsberg. Advanced. Engineering Dynamics Second Edition. Georgia Institute
of Technology, 1998 D. Montgomery. Diseo y Anlisis de Experimentos. Grupo Editorial Iberoamrica. 1991,
Estados Unidos de Amrica.