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Facultad de Ciencias Químicas e IngenieríaPROGRAMA DE ESTUDIONombre de la asignatura: DINÁMICA DE SISTEMAS FÍSICOSClave:IME06Ciclo Formativo:Básico ( ) Profesional ( X ) Especializado ( )Fecha de elaboración: Marzo 2015HorasHorasHoras deHorasCréditosTipoModalidad ( X ) Presencial(X)( )Teórica-práctica ( ) HíbridaPráctica( )Semestre recomendado: 5ºRequisitos curriculares: NingunoProgramas académicos en los que se imparte: IMConocimientos y habilidades previos: Electricidad y Magnetismo, Ecuaciones Diferenciales, TransformadasIntegrales.1. DESCRIPCIÓN Y CONTEXTUALIZACION DE LA ASIGNATURA:Esta asignatura tiene como propósito otorgar al ingeniero mecánico la capacidad paraanalizar y explicar el comportamiento de los sistemas dinámicos lineales continuos ydiscretos en el tiempo. Especialmente en la modelación de sistemas físicos mecánicos,térmicos, hidráulicos y eléctricos que le permitan optimizar los sistemas.2. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESOLa asignatura de dinámica de sistemas físicos para Ingeniería forma parte de las materiasdisciplinarias de la carrera de Ingeniero Mecánico. Esta asignatura se desarrolla bajo lamodalidad teórica.3. CONTROL DE ACTUALIZACIONESFechamarzo 2015ParticipantesDr. Arturo Molina OcampoDr. Mario limón MendozaObservaciones (cambios yjustificación)Emisión del documento4. OBJETIVO GENERALEl alumno será capaz de analizar, simular, analizar y comprender la metodología paraPlan de Estudios 2015.
Facultad de Ciencias Químicas e Ingenieríamodelar sistemas físicos continuos y discretos, utilizando sistemas lineales, invariantes conel tiempo y de parámetros concentrados.5. COMPETENCIAS GENÉRICAS y/o TRANSVERSALES MODELOUNIVERSITARIOGeneración y aplicación de lisisyCapacidad para el aprendizaje de formaautónoma.SocialesCapacidad para organizar y planificar eltiempo.Aplicables en contextoCapacidad para tomar decisiones.Capacidadpara identificar, plantear yresolver problemas.ÉticasCompromiso ético.Compromiso con la calidad.Capacidad de trabajo en equipo.6. CONTENIDO TEMÁTICOUNIDAD1TEMAModelado de sistemasfísicos2Representación desistemas físicos3Características dinámicasde los sistemas físicos4Respuesta en frecuenciade sistemas físicos5Análisis de sistemas entiempo continuo medianteSUBTEMA1.1 Concepto de modelado1.2 Modelado de sistemas mecánicos1.3 Modelado de sistemas hidráulicos y térmicos1.4 Modelado de sistemas híbridos1.5 Enfoque energético en el modelado desistemas físicos2.1 Representación de sistemas físicos mediantediagramas de bloque2.2 Representación de sistemas físicos mediantegráficas de flujo de señal2.3 Introducción a la simulación3.1 Sistemas de primer orden3.2 Sistemas de segundo orden3.3 Sistemas de orden superior4.1 Respuesta en estado senoidal permanente4.2 Representación de gráficas, logarítmicas(traza de Bode) y logarítmicas (traza deNyquist)5.1 Concepto de estado5.2 Ecuaciones de estado de sistemas lineales einvariantes en el tiempoPlan de Estudios 2015.
Facultad de Ciencias Químicas e Ingenieríavariables de estado5.3 Formas canónicas de las ecuaciones deestado5.4 Solución de las ecuaciones de estado5.5 Controlabilidad y observabilidad7. UNIDADES DE COMPETENCIAS DISCIPLINARESUnidad 1: Modelado de Sistemas FísicosCompetencia de la unidad:Aplica la metodología del modelado en el dominio de la frecuencia en sistemas físicos parala interpretación de las respuestas de sistemas eléctricos ante diferentes tipos de excitación.Objetivo de la unidad:Aplicar la metodología del modelado en el dominio de la frecuencia en sistemas físicos parala interpretación de las respuestas de sistemas eléctricos ante diferentes tipos de excitación.Elementos de Competencia DisciplinarConocimientosHabilidadesActitudes y ValoresCircuitos eléctricosCapacidad de identificar y RespetoyDiagramas eléctricosresolver problemas.responsabilidad.Modelos matemáticos.Determinación de soluciones Compromiso con laTransformadas de Laplace.y alternativas.calidad.Ecuaciones diferenciales.Capacidaddeanálisis,Funciones de excitaciónsíntesis y evaluaciónEstrategias de enseñanza:Recursos didácticosVideoconferencias, métodos de casos, Proyector digital, sistema de audio,aprendizajebasadoenproblemas, computadora personal, cámara de video,conferencias magistrales, visitas a centros software.operativos.Unidad 2: Representación de sistemas físicosCompetencia de la unidad:Aplicar los conceptos de representación de sistemas físicos mediante diagramas debloques y mediante gráficas de flujo de señal.Objetivo de la unidad:Aplicar los conceptos de representación de sistemas físicos mediante diagramas debloques y mediante gráficas de flujo de señal.Elementos de Competencia DisciplinarConocimientosHabilidadesActitudes y ValoresCircuitos eléctricosCapacidad de identificar y Respeto,orden,Diagramas eléctricosresolver problemas.confianzayModelos matemáticos.Determinación de solucionesresponsabilidad.Transformadas de Laplace.y alternativas. Compromiso con laEcuaciones diferenciales.Capacidad de análisis,calidad.Funciones de excitaciónsíntesis y evaluación. PuntualidadPlan de Estudios 2015.
Facultad de Ciencias Químicas e IngenieríaEstrategias de enseñanza:Videoconferencias, métodos de casos,aprendizajebasadoenproblemas,conferencias magistrales, visitas a centrosoperativos.Recursos didácticosProyector digital, sistema de audio,computadora personal, cámara de video,software.Unidad 3: Características dinámicas de los sistemas físicosCompetencia de la unidad:Aplica los conceptos de control y herramientas de simulación para diferenciar sistemas deorden primero, segundo y órdenes superiores ante entradas de excitación definida paraentender su comportamiento dinámico.Objetivo de la unidad:Aplicar los conceptos de control y herramientas de simulación para diferenciar sistemas deorden primero, segundo y órdenes superiores ante entradas de excitación definida paraentender su comportamiento dinámico.Elementos de Competencia DisciplinarConocimientosHabilidadesActitudes y ValoresModelos matemáticos.Capacidad de identificar y Respeto,orden,Transformadas de Laplace.resolver problemas.confianzayTipos de excitaciónDeterminación de solucionesresponsabilidad.Herramientas de simulación. y alternativas. Compromiso con laCapacidad de análisis,calidad.síntesis y evaluación PuntualidadEstrategias de enseñanza:Recursos didácticosVideoconferencias, métodos de casos, Proyector digital, sistema de audio,aprendizajebasadoenproblemas, computadora personal, cámara de video,conferencias magistrales, visitas a centros software.operativos.Unidad 4: Respuesta en frecuencia de sistemas físicosCompetencia de la unidad:Aplica herramientas de simulación para determinar el comportamiento de sistemas endominio de la frecuenciaObjetivo de la unidad:Aplicar herramientas de simulación para determinar el comportamiento de sistemas endominio de la frecuenciaElementos de Competencia DisciplinarConocimientosHabilidadesActitudes y ValoresCircuitos eléctricosCapacidad de identificar y Respeto,orden,Redes de adelanto y atraso. resolver problemas.confianzayEstabilidad en el plano Determinación de solucionesresponsabilidad.complejoy alternativas. Compromiso con laMétodo de BodeCapacidad de análisis,calidad.Método de Nyquistsíntesis y evaluación PuntualidadPlan de Estudios 2015.
Facultad de Ciencias Químicas e IngenieríaEstrategias de enseñanza:Videoconferencias, métodos de casos,aprendizajebasadoenproblemas,conferencias magistrales, visitas a centrosoperativos.Recursos didácticosProyector digital, sistema de audio,computadora personal, cámara de video,software.Unidad 5: Análisis de sistemas en tiempo continuo mediante variables de estadoCompetencia de la unidad:Aplica la metodología de desarrollo de simulación de sistemas lineales mediante variablesde estado.Objetivo de la unidad:Aplicar la metodología de desarrollo de simulación de sistemas lineales mediante variablesde estado.Elementos de Competencia DisciplinarConocimientosHabilidadesActitudes y ValoresCircuitos eléctricosCapacidad de identificar y Respeto,orden,Método de variables deresolver bilidad.Formas canónicassoluciones y alternativas. Compromiso con laEcuaciones de estadoCapacidad de análisis,calidad.Controlabilidadysíntesis y evaluación PuntualidadobservabilidadEstrategias de enseñanza:Recursos didácticosVideoconferencias, métodos de casos, Proyector digital, sistema de audio,aprendizajebasadoenproblemas, computadora personal, cámara de video,conferencias magistrales, visitas a centros software.operativos.8. EVALUACIÓN.Documentos de referencia: Reglamento General de Exámenes de la UAEM,Reglamento de la FCQeIARTÍCULO 80. - En las asignaturas teóricas y teórico-prácticas, la calificación quese asentará en el acta de examen ordinario será el promedio ponderado demínimo 3 evaluaciones parciales y un examen de carácter departamental queincluya los contenidos temáticos de la asignatura.Cada evaluación parcial estará integrada por un examen parcial y las actividadesinherentes a cada asignatura.Plan de Estudios 2015.
Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería9. FUENTES DE CONSULTA.Bibliografía básica:Angeles, J. (2011). Dynamic Response of Linear Mechanical Systems. Modeling,Analysis and Simulation. 1st edition. USA. Springer.K. Ogata, “INGENIERIAHispanoamericana. 2007.DECONTROLMODERNA”,PrenticeHallB.C. Kuo. “Sistemas de Control Digital”. Editorial Patria, 2011.Bibliografía complementaria:K. Aström, T. Hägglund. “Advanced PID Control”, ISA-The Instrumentation,Systems, and Automation Society, 2006.R.C. Dorf & R.H. Bishop. “Sistemas de Control Moderno”. Pearson Prentice Hall,2005.C.A. Smith; A.B. Corripio,” Control Automático de Procesos: Teoría y Práctica”,Limusa Noriega Editores, 2000.10. W. Bolton.”Mecatrónica. Sistemas de control electrónico en ingenieríamecánica y eléctrica.” Ed. Marcombo, 2001.Eronini-Umez. (2001). Dinámica de sistemas y control. México. Thompson.Sanchis, R. (2002). Problemas resueltos de teoría de sistemas. España.Universitat Jaume.Software recomendadoCC DEMO VERSIONMATLAB VERSION RELEASE 6.0 O SUPERIORPlan de Estudios 2015.
1 Modelado de sistemas físicos 1.1 Concepto de modelado 1.2 Modelado de sistemas mecánicos 1.3 Modelado de sistemas hidráulicos y térmicos 1.4 Modelado de sistemas híbridos 1.5 Enfoque energético en el modelado de sistemas físicos 2 Representación de sistemas físicos 2.1 Representación de sistemas físicos mediante diagramas de bloque
