UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS Asignatura Clave Semestre Créditos Ingeniería Eléctrica Ingeniería de Control y Robótica Ingeniería Eléctrica Electrónica División Departamento Carrera en que se imparte Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.50 Optativa Prácticas Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Ninguna. Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 17 de marzo y 16 de junio de 2005 Consejo Académico del Área de las Ciencias 11 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías 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 Representación de los sistemas físicos Características dinámicas de los sistemas físicos Respuesta en frecuencia de sistemas físicos Análisis de sistemas en tiempo continuo mediante variables de estado Prácticas de laboratorio 0.0 Total 72.0

2 DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS (2 / 5) 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. 1.1 Concepto de modelado 1.2 Modelado de sistemas mecánicos Leyes de elementos Ecuaciones de equilibrio Representación de sistemas mecánicos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.3 Modelado de sistemas hidráulicos y térmicos Leyes de elementos Ecuaciones de equilibrio Representación de sistemas hidráulicos y térmicos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.4 Modelado de sistemas híbridos Leyes de elementos Ecuaciones de equilibrio Representación de sistemas híbridos mediante ecuaciones diferenciales y función de transferencia. 1.5 Enfoque energético en el modelado de sistemas físicos Ecuaciones de Euler-Lagrange Gráficas de enlace (Bond Graphs) 2 Representación de los sistemas físicos Objetivo: El alumno podrá representar en forma esquemática y analítica los sistemas físicos 2.1 Representación de sistemas físicos mediante diagramas de bloques Reglas para la reducción de diagramas de bloques 2.2 Representación de sistemas físicos mediante gráficas de flujo de señal (reogramas) Obtención de reogramas a partir de diagramas de bloques Representación de sistemas mediante reogramas 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.

3 DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS (3 / 5) 3.1 Sistemas de primer orden Características generales Respuesta a escalón Constante de tiempo Respuesta impulso Función de transferencia y patrón de polos y ceros 3.2 Sistemas de segundo orden Características generales Respuesta a escalón Parámetros de diseño Respuesta impulso Función de transferencia y patrón de polos y ceros 3.3 Sistemas de orden superior 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. 4.1 Respuesta en estado senoidal permanente 4.2 Representación de gráficas Logarítmicas (Traza de Bode) 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. 5.1 El concepto de estado 5.2 Ecuaciones de estado de sistemas lineales e invariantes en el tiempo Obtención de las ecuaciones de estado a partir del diagrama esquemático Obtención de las ecuaciones de estad a partir de la función de transferencia 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 Matriz de transición Ecuación de transición de estado 5.5 Controlabilidad y observabilidad

4 DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS (4 / 5) Bibliografía básica: RODRÍGUEZ RAMÍREZ, F. Dinámica de sistemas Trillas, 1994 OGATA, K Dinámica de sistemas. Pearson, 1988 CANNON, Jr., R. H. Dynamics of physical systems New York McGraw-Hill, 1967 SHEARER, J. L., Kulakowski, B. T. y Gardner, J. F. Dynamic modelling and control of engineering systems Englewood Cliffs Pretince Hall, WOODS, R. L. y Lawrence, K. L. Modeling and simulation of dynamic systems. Englewood Cliffs Pretince Hall, 1997 Temas para los que se recomienda: Bibliografía complementaria: ERONINI-Umez Dinámica de sistemas y control Thompson, 2001

5 DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS (5 / 5) Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias Exposición audiovisual X Trabajos de investigación Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas Trabajos y tareas fuera del aula X Otras 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.