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Orientación Universidad
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Ejercicios de Transformada de la place, Ejercicios de Modelación Matemática y Simulación

Ejercicios resueltos de la actividad correspondiente al segundo parcial de la asignatura de Modelado y simulación matemática

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 20/10/2023

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TRANSFORMADA, TRANSFORMADA
INVERSA DE LA PLACE Y ESTABILIDAD
Practica 1
Alumnos:
Xochitl Aldama Cuayahuitl
Juan Carlos Tuxpan Cuapio.
Juan Ángel Vazquez García
Docente: M.C. Irma Flores Nava.
Modelado y simulación de sistemas.
7B Ingeniería Mecatrónica.
Universidad Politécnica de Tlaxcala.
Av. Universidad Politécnica No.1 Col. San Pedro Xalcaltzinco, Tepeyanco,
Tlaxcala.
Fecha de presentación martes 17 de octubre de 2023.
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¡Descarga Ejercicios de Transformada de la place y más Ejercicios en PDF de Modelación Matemática y Simulación solo en Docsity!

TRANSFORMADA, TRANSFORMADA

INVERSA DE LA PLACE Y ESTABILIDAD

Practica 1

Alumnos:

Xochitl Aldama Cuayahuitl

Juan Carlos Tuxpan Cuapio.

Juan Ángel Vazquez García

Docente: M.C. Irma Flores Nava.

Modelado y simulación de sistemas.

7B Ingeniería Mecatrónica.

Universidad Politécnica de Tlaxcala.

Av. Universidad Politécnica No.1 Col. San Pedro Xalcaltzinco, Tepeyanco,

Tlaxcala.

Fecha de presentación martes 17 de octubre de 2023.

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

PARTE A

Definición de comandos:

  1. sym: es una forma para declarar variables que usaremos para realizar expresiones y operaciones en termino de variables sin un valor numérico en específico, a diferencia de los calculo con variables no simbólicas que no proporcionan un valor en específico, por ejemplo, cos(a) si en Matlab a no tiene un valor real definido nos marca error por no saber el ángulo, mientras que al declarar a como simbólico cos(a) de esta forma podemos usar matrices u otras operaciones en donde el ángulo no está definido
  2. syms: es una función con el mismo propósito de sym, con la diferencia de que tiene la capacidad de declarar más de una variable simbólica por la línea de código.
  3. class: se refiere al tipo de datos de una variable, como números enteros, números de punto flotante, cadenas de caracteres, matrices, etc. Se utiliza para determinar el tipo de datos de una variable. Las clases en MATLAB están relacionadas con la representación y el almacenamiento de datos.
  4. solve: es una función que se utiliza para resolver ecuaciones o sistemas de ecuaciones algebraicas de forma simbólica devuelve las soluciones en forma simbólica, lo que significa que las soluciones se expresan en términos de símbolos matemáticos, sin calcular valores numéricos a menos que se solicite explícitamente. Esto es particularmente útil cuando necesitas encontrar soluciones generales o simbólicas antes de sustituir valores numéricos. La sintaxis de la función es: ans = solve(equation, variable) la función debe estar asignada a una variable que mostrara el resultado, en caso de no asignar MATLAB la asigna ans.
  5. vpa: Es una función que sirve para realizar cálculos con alta precisión, especificando la cantidad de dígitos significativos que deseamos para el resultado. vpa es una herramienta útil en situaciones donde la precisión numérica es esencial y donde los cálculos con precisión estándar de punto flotante pueden introducir errores significativos. La sintaxis de la función es la siguiente: ans = vpa(expression, digits)
  6. diff: Es una función que se utiliza para calcular la derivada de una expresión matemática o una función en función de una variable específica, que en la mayoría de los casos esta declarada de forma simbólica. La sintaxis de la función es la siguiente: ans = diff(expression, variable)
  7. pretty: Es una función que se utiliza para mejorar la presentación de expresiones matemáticas en la línea de comandos o en scripts, lo que hace que las ecuaciones sean más legibles y estéticas. Esta función formatea las expresiones matemáticas utilizando una notación más fácil de entender y leer. Puede ser especialmente útil en matemáticas simbólicas y cuando se trabaja con expresiones que son muy largas y con fracciones. La sintaxis de la función es la siguiente: pretty(expression)

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

  1. pzmap: Es una función que se utiliza para representar gráficamente las ubicaciones de los polos y ceros de un sistema representado por su función de transferencia o matriz de espacio de estados. Con esta función podemos establecer si el sistema es estable, críticamente estable, no inestable. la sintaxis de la función es: pzmap(sys)
  2. conv: Es una función que se utiliza para realizar la convolución de dos secuencias o vectores. La convolución es una operación matemática que combina dos señales para producir una tercera señal que representa la forma en que una señal se superpone o se "mezcla" con la otra. La sintaxis de la función es: C = conv(A, B) C es el vector resultante y A, B son vectores que se convolucionan
  3. tf2zp: Esta función se utiliza para convertir una función de transferencia en su representación de polos y ceros (z-p). Dado un sistema en forma de función de transferencia (por ejemplo, H(s) = numerador(s) / denominador(s)), tf2zp te permite obtener las ubicaciones de los polos (raíces del denominador) y los ceros (raíces del numerador) de la función de transferencia.
  4. ss2tf: Esta función se utiliza para convertir una representación de espacio de estados (state-space) en una función de transferencia. En sistemas de control y análisis de señales, es común trabajar con sistemas en ambas representaciones, y ss2tf te permite realizar esta conversión.
  5. Zpk: es una función que se utiliza para crear un objeto de sistema representado por polos, ceros y ganancia (z-p-k). Puedes definir explícitamente las ubicaciones de los polos y ceros, junto con una ganancia, para representar un sistema. También se utiliza para convertir entre diferentes representaciones de sistemas lineales, como funciones de transferencia, espacio de estados y representaciones de polos y ceros.

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

PARTE B

1. TRANSFORMADA DE LAPLACE

Realice las transformadas de Laplace de las siguientes funciones utilizando MATLAB (utilice los comandos simplify y pretty para presentar los resultados simplificados).

a. 𝑓𝑓(𝑡𝑡) = 1

b. 𝑓𝑓(𝑡𝑡) = sin(𝑡𝑡) 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 2 (𝑡𝑡)

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

e. 𝑓𝑓(𝑡𝑡) = sinh(2𝑡𝑡) + cosh(2𝑡𝑡) + 𝑡𝑡 2 𝑒𝑒 3𝑡𝑡

f. 𝑓𝑓(𝑡𝑡) = 𝑒𝑒 −𝑎𝑎𝑡𝑡𝑐𝑐𝑒𝑒𝑠𝑠(𝑏𝑏𝑡𝑡)

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

b.

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d.

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MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

a.

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MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

c.

d.

MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

4. ESTABILIDAD

a. Obtenga los polos de las funciones de transferencia del punto a (utilice el comando roots), mencione si los sistemas representados son estables, inestables o críticamente estable (marginalmente estable). b. Obtenga el diagrama de polos y ceros de los sistemas del punto a, utilizando el comando pzmap y compare con los obtenidos en el punto b c. Obtenga los valore de los ceros, polos y ganancia de las funciones de transferencia del punto a (utilice el comando tf2zp). d. De los valores obtenidos en el punto d utilice los comandos zp2tf y printsys para obtener las funciones de transferencia originales

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MODELADO Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS

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