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.