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Sistemas dinamicos 2021_16-04

Etapa 1 Reconocer los presaberes necesarios para el curso

La actividad consiste en:

Trabajo Independiente

 

La actividad consiste en dar solución a un ejercicio del Anexo 1 – Problemas Etapa 1, teniendo en cuenta las siguientes indicaciones:

 

1. Elegir uno de los circuitos que se encuentran en el anexo e informar a través del foro y tema de la actividad.

 

2. Analizar el circuito aplicando técnica de análisis de circuitos por mallas y determinar los valores de las siguientes variables, relacionándolas en una tabla de manera organizada.

  • Corriente en cada uno de los componentes del circuito.

  • Voltaje en cada uno de los componentes del circuito.

  • Potencia disipada por cada componente del circuito.

3. Realizar el código en Matlab que le permita comprobar el resultado obtenido para las variables relacionadas en el numeral 

4. Anexar en el trabajo capturas de pantalla de la ejecución del programa en Matlab elaborado en el numeral 3.

 

5. Revisar el syllabus del curso e identificar presaberes y necesidades de aprendizaje en función de los contenidos presentados para el curso y relacionarlos en una tabla como la presentada a continuación:

Anexo 1 – Problemas Etapa 1

1. Descripción de la actividad

 

La compañía donde usted trabaja ha realizado la adquisición de un nuevo equipo industrial que permitirá incrementar los niveles de producción de la empresa. Con el fin de prevenir fallas y proteger la alta inversión realizada, el presidente de la compañía ha ordenado la creación de un sistema que permita la protección del equipo, para lo cual se proponen los circuitos relacionados a continuación.

a.PNG
b.PNG
c.PNG
c2.PNG
de.PNG
de2.PNG

Etapa 2 Obtener los modelos matemáticos de sistemas físicos en el dominio del tiempo

La actividad consiste en:

Trabajo Independiente

 

La actividad consiste en dar solución a un ejercicio del Anexo 2 – Sistemas físicos, teniendo en cuenta las siguientes indicaciones:

 

1. Cada estudiante debe leer y analizar el problema planteado en el anexo y seleccionar uno de los sistemas propuestos e informa en el a través del foro y tema de la actividad.

 

2. Obtener las ecuaciones diferenciales que representan matemáticamente el sistema seleccionado.

 

3. Para el sistema seleccionado, aplicar principios físicos y matemáticos que le permitan linealizar el sistema.

 

4. Generar el diagrama de bloques que representa el modelo matemático linealizado del sistema seleccionado, teniendo en cuenta que, una vez transcurridos los 5 primeros segundos, el sistema recibe una señal de perturbación que altera en una unidad la señal de entrada, aumentando así su valor.

 

5. Crear y publicar un video (en su cuenta de youtube), donde se evidencie la interpretación del estudiante respecto al comportamiento del modelo obtenido mediante la representación en el software especializado.

 

Trabajo en grupo colaborativo

6. En grupo colaborativo, elaborar el informe a entregar con el consolidado de las actividades realizadas, de acuerdo con las indicaciones dadas.

Anexo 2 – Problemas Etapa 2

1. Descripción de la actividad

 

La compañía donde usted trabaja ha realizado la adquisición de un nuevo equipo industrial que permitirá incrementar los niveles de producción de la empresa. Este equipo consta de cinco (5) etapas o sistemas como se relacionan a continuación y cada uno de ellos tiene unas características independientes que garantizan el correcto funcionamiento del nuevo equipo.

a) Se tiene un sistema masa – resorte – amortiguador como el de la figura 1 conformado por dos masas m1 y m2, dos resortes k1 y k2 y dos amortiguadores b1 y b2.

a.PNG

Este sistema tiene los siguientes valores:

  • k1 = Primer dígito de su número de documento de identidad

  • k2 = Último dígito de su número de documento de identidad

  • b1 = Número del grupo colaborativo

  • b2 = 3 dígito de su documento de identidad 2

  • m1 = 4 dígito de su documento de identidad en Kg

  • m2 = 5 dígito de su documento de identidad en Kg

b) En la figura 2 se representa el sistema de suspensión de un automóvil que se requiere modelar:

b.PNG

La masa m1 corresponde a la masa de la llanta y su valor corresponde al número de su grupo colaborativo. La masa m2 corresponde a la masa del chasis y es equivalente a su peso corporal en kilogramos. k1 representa la constante elástica de la llanta y su valor corresponde a los 2 primeros números de su documento de identidad. k2 es la constante elástica del resorte de suspensión y su valor corresponde a los 2 últimos números de su documento de identidad. b1 es la constante del amortiguador y su valor corresponde al 5 número de su documento de identidad.

 

Se tiene como señal de entra a r(t) que es el nivel de la calle y la salida es y(t) que representa la posición vertical del chasis del automóvil respecto a algún punto de equilibrio.

c) Este equipo cuenta con un sistema eléctrico de protección como el de la figura 3:

c.PNG

El sistema está conformado por dos resistencias R1 y R2 cuyos valores corresponden a R1 los dos primeros dígitos de su documento de identidad y R2 los dos últimos dígitos de su documento de identidad. Para los condensadores se tiene que C1 corresponde al valor de su número de grupo colaborativo y C2 corresponde al 5 número de su documento de identidad. LA salida del sistema es el Voltaje en el condensador 1.

d) El sistema eléctrico del equipo está soportado con un circuito que garantiza bajos niveles en la pérdida de voltaje de alimentación de este equipo. Este sistema corresponde al circuito presentado en la figura 4, relacionada a continuación:

d.PNG

𝑉1 = 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

𝑅1 = Dos primeros dígitos del documento de identidad

𝑅2 = Número del grupo colaborativo

𝐿1 = Dos últimos dígitos del documento de identidad

𝐶1 = 5 y 6 dógitos del documento de identidad

Para este sistema se tiene que la señal de alimentación 𝑉1 es una batería DC y la salida que se analiza para obtener el modelo matemático que representa el circuito eléctrico es el voltaje almacenado en el condensador 𝑉𝑐 .

e) El sistema eléctrico del equipo está soportado con un circuito que garantiza bajos niveles en la pérdida de voltaje de alimentación de este equipo. Este sistema corresponde al circuito presentado en la figura 5, relacionada a continuación:

e.PNG

𝑉1 = 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

𝑅1 = 3 dígito del documento de identidad

𝑅2 = 4 dígito del documento de identidad

𝐿1 = 𝑃𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑑í𝑔𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐶𝐶

𝐶1 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜

Para este sistema se tiene que la señal de alimentación 𝑉1 es una batería de DC y la salida que se analiza para obtener el modelo matemático que representa el circuito eléctrico es el voltaje almacenado en el condensador 𝑉𝑐

Nota, Cotiza el desarrollo de cualquera de las Etapa1, Etapa2, Etapa3, Etapa4 y Etapa 5

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