FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE CONTROL
Programa de la Asignatura: DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOS
Clave: 0129 Núm. de créditos: 8
Carrera: ING. ELECTRICO ELECTRONICO
ING. EN COMPUTACION
ING. EN TELECOMUNICACIONES
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 64
Semestre: 6º, 6º, 6º
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO:
El alumno comprenderá y analizará la metodología de mode
lado de sistemas físicos, empleando el enfoque de sistemas lineales
invariables con el tiempo y de parámetros concentrados.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. MODELADO DE SISTEMAS FISICOS. 20
II. CARACTERISTICAS DINAMICAS DE LOS SISTEMAS FISICOS. 12
III. ANALISIS DE SISTEMAS EN TIEMPO CONTINUO Y DISCRETO
MEDIANTE VARIABLES DE ESTADO. 18
IV. RESPUESTA EN FRECUENCIA DE SISTEMAS EN TIEMPO CONTINUO
Y DISCRETO. 14
______
64
ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
ANÁLISIS DE SISTEMAS Y SEÑALES
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. MODELADO DE SISTEMAS FISICOS.
ANTECEDENTES:
Estática.
Física Experimental.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá y discutirá los conceptos y
métodos empleados en la formulación de modelos
matemáticos de sistemas físicos.
CONTENIDO:
I.1 Concepto de modelado.
I.2 Modelado de sistemas mecánicos.
I.2.1 Leyes de elementos.
I.2.2 Ecuaciones de equilibrio.
I.2.3 Representación de sistemas mecánicos
mediante ecuaciones diferenciales y
función detransferencia.
I.3 Modelado de sistemas hidráulicos.
I.3.1 Leyes de elementos.
I.3.2 Ecuaciones de equilibrio.
I.3.3 Representación de sistemas hidráulicos
mediante ecuaciones diferenciales y
función de transferencia.
I.4 Modelado de sistemas térmicos.
I.4.1 Leyes de elementos.
I.4.2 Ecuaciones de equilibrio.
I.4.3 Representación de sistemas térmicos
mediante ecuaciones diferenciales y
función de transferencia.
I.5 Modelado de sistemas híbridos.
I.5.1 Elementos híbridos.
I.5.2 Ecuaciones de equilibrio.
I.5.3 Representación de sistemas híbridos
mediante ecuaciones diferenciales y
función de transferencia.
I.6 Enfoque energético en el modelado de sistemas
físicos.
I.7 Introducción a la simulación de sistemas.
II. CARACTERISTICAS DINAMICAS DE LOS SISTEMAS FISICOS.
ANTECEDENTES:
Análisis de Sistemas y Señales.
Ecuaciones Diferenciales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá y catalogará el comportamiento
característico de los sistemas físicos a partir del
concepto de respuesta a escalón e impulso.
CONTENIDO:
II.1 Sistemas de primer orden.
II.1.1 Características generales.
II.1.2 Respuesta a escalón.
II.1.2.1 Constante de tiempo.
II.1.3 Respuesta impulso.
II.1.4 Función de transferencia y patrón
de polos y ceros.
II.2 Sistemas de segundo orden.
II.2.1 Características generales.
II.2.2 Respuesta escalón.
II.2.2.1 Parámetros de diseño.
II.2.3 Respuesta impulso.
II.2.4 Función de transferencia y patrón
de polos y ceros.
II.3 Sistemas de orden superior.
II.3.1 Polos dominantes.
III. ANALISIS DE SISTEMAS EN TIEMPO CONTINUO Y
DISCRETO MEDIANTE VARIABLES DE ESTADO.
ANTECEDENTES:
Algebra Lineal.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá y analizará, con el enfoque de
variables de estado, los sistemas lineales e invariables
con el tiempo de los dominios continuo y discreto.
CONTENIDO:
III.1 El concepto de estado.
III.2 Ecuaciones de estado de sistemas lineales e
invariante con el tiempo.
III.3 Formas canónicas de las ecuaciones de estado.
III.4 Ecuaciones de estado de sistemas en tiempo
continuo.
III.4.1 Obtención de las ecuaciones de estado
a partir de la función de transferencia
H(s).
III.4.2 Solución de las ecuaciones de estado.
III.4.2.1 Matriz de transición.
III.4.2.2 Ley de variación de
parámetros.
III.4.3 Controlabilidad y observabilidad.
III.5 Ecuaciones de estado de sistemas en tiempo
discreto.
III.5.1 Obtención de las ecuaciones de
estado a partir de la función
de transferencia H(z).
III.5.2 Solución de las ecuaciones de estado.
III.5.2.1 Matriz exponencial.
III.5.3 Controlabilidad y observabilidad.
III.6 Matriz de respuesta a impulso.
III.7 Matriz de transferencia.
III.8 Obtención de la función de transferencia a
partir de la representación en variables
de estado.
IV. RESPUESTA EN FRECUENCIA DE SISTEMAS EN TIEMPO
CONTINUO Y DISCRETO.
ANTECEDENTES:
Análisis de Circuitos Eléctricos.
Análisis de Sistemas y Señales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá y contrastará el método de
análisis en el dominio de la frecuencia de sistemas
de tiempo continuo y discreto empleando el concepto
de respuesta en estado senoidal permanente.
CONTENIDO:
IV.1 Respuesta en estado senoidal permanente de
sistemas continuos.
IV.1.1 Funciones complejas en `jw'.
IV.1.2 Trazas logarítmicas de Bode.
IV.1.3 Traza polar de Nyquist.
IV.2 Respuesta en estado senoidal permanente de
sistemas discretos.
IV.2.1 Funciones complejas en `exp(jwT)´.
IV.2.2 Diagramas de magnitud y fase.
IV.2.3 Traza polar.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X)
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o lab. (X)
Prácticas de campo ( )
BIBLIOGRAFIA
TEXTOS BASICOS Temas de la materia para los que se recomienda:
RODRIGUEZ, R. F. F. Todos
"Dinámica de sistemas"
Editorial Trillas
México, 1985
OGATA, K. Todos
"Dinámica de sistemas"
Prentice-Hall, Hispanoamericana
México, 1987
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
CADZOW, J. K. III y IV
"Discrete - time systems"
Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey
E.E.U.U., 1973.
OGATA, K. III y IV
"Discrete - time control systems"
Prentice-Hall
E.E.U.U., 1988