Introducción. Dinámica de sistemas físicos. Ing. Juan Antonio Villanueva Ortega

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José Giménez Serrano
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1 Introducción Dinámica de sistemas físicos Ing. Juan Antonio Villanueva Ortega

2 Sistemas del mundo real

3 Pero que es un sistema? Un Sistema es una entidad formada por un conjunto de entradas, un conjunto de salidas y una relación bien definida entre ambos conjuntos

4 Que es una señal? Es una magnitud que define el comportamiento de un sistema Y pueden representar una gran variedad de fenómenos físicos que contiene información del sistema Señales (contienen información)

5 Señales Describa el conjunto de entradas y salidas y la relación para los siguientes sistemas. Fabrica de automóviles Sistema de comunicaciones Un micrófono Una cámara Un electrocardiograma

6 Sistema físico y dinámico Un sistema es físico cuando la interacción involucra intercambio de materia y/o energía y/o información. Un sistema es dinámico cuando hay almacenamiento de materia y/o energía y/o información.

7 Modelos Un modelo es una representación siempre simplificada de la realidad de un sistema existente o de un prototipo conceptual. Estos sistemas pueden ser económicos, ecológicos, políticos, sociales, biológicos y físicos entre otros.

8 Clasificación de los modelos Físicos Son representaciones a escala de los sistemas originales. Abstractos Mentales Verbales/Textuales Técnicos Matemáticos

9 Modelo físico

10 Modelos abstractos Imagen (inconsciente) del funcionamiento de un proceso Descriptivos de constitución, de comportamiento Simbología específica y determinada la constitución de sistemas ingenieriles Duros (se expresan con variables a valores numéricos),

11 Elaboración de modelos matemáticos Aplicación de leyes físicas Modelo matemático Aplicación de leyes físicas que no están completamente definidas Método científico Modelo experimental Parámetros desconocidos Pruebas causaefecto Evaluar pruebas reales. Modelo matemático

12 Equilibrio Exactitud de resultados Simplicidad de los modelos

13 Equilibrio de los modelos Exacto Razonable Simple Complicado Despreciar variables y relaciones físicas Simple Funcionamiento satisfactorio Ideal General

14 Dinámica de sistemas J. Forrester, ingeniero de sistemas del Instituto Tecnológico de Masachussets (MIT) desarrolló esta metodología durante la década de los cincuenta. Noción del sistema dinámico Diagramas causales Diagramas de Forrester Dinámica de Sistemas La dinámica de sistemas combina la teoría, los métodos y la filosofía para analizar el comportamiento de los sistemas. La dinámica de sistemas muestra cómo van cambiando las cosas a través del tiempo. Un proyecto de dinámica de sistemas comienza con un problema que hay que resolver en un comportamiento indeseable que hay que corregir o evitar. Su aplicación se ha extendido ahora al cambio medio ambiental, la política, la conducta económica, la medicina y la ingeniería, así como a otros campos.

15 Dinámica de sistemas físicos Para representar a los sistemas físicos se utilizan modelos matemáticos. En ingeniería, la mayoría de los modelos matemáticos utilizados pertenecen a sistemas físicos, es decir se describen en términos de ecuaciones diferenciales

16 Dinámica de sistemas físicos La dinámica de sistemas físicos se ocupa del modelado matemático y su análisis de respuesta en tiempo y frecuencia. Los campos de aplicación de la dinámica de sistemas son muy variados. Por ejemplo, para construir modelos de simulación informática, sistemas sociológicos, ecológicos y medioambientales.

17 Dinámica de sistemas físicos Otro campo interesante de aplicaciones es el que suministran los sistemas energéticos, en donde se ha empleado para definir estrategias de empleo de los recursos energéticos. Se ha empleado también para problemas de defensa, simulando problemas logísticos de evolución de tropas y otros problemas análogos.

18 Modelo Matemático Es una descripción matemática de un sistema que predice su funcionamiento. Sistemas de ecuaciones Inecuaciones Expresiones lógicomatemáticas

19 Señal Todas estas formas vinculan variables matemáticas representativas de las señales en el sistema, obtenidas a partir de las relaciones entre las correspondientes magnitudes físicas. Siendo una señal la representación de información a través de (un conjunto de) valores de una magnitud física.

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