UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: A1012
Sistemas Dinámicos
Última Actualización de la Asignatura: 05/03/2018

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03009 - Ingeniería Aeronáutica 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
4to
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Aeronáutica - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(A1008) Estructuras III
(A1009) Mecánica Racional
(F1305) Física II
(F1315) Probabilidades y Estadística

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área:

Departamento: 0

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas (TA)

Ingeniería Aeronáutica - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 80hs SEMANALES: 5 hs
TEORÍA
32.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
2 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
10.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
0.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

80.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

No se ha actualizado el plantel docente aún.

OBJETIVOS

Proporcionar al alumno un marco conceptual para trabajar con la dinámica de los sistemas en las diversas áreas de conocimiento del campo aeroespacial; incluyendo el modelado y análisis de señales y sistemas dinámicos. Se considerará su aplicación principalmente en el estudio de sistemas mecánicos y la dinámica de vehículos aéreos y espaciales; y en segundo término al caso de sistemas aeroelásticos, sistemas térmicos y fluidodinámicos entre otros.

PROGRAMA SINTÉTICO

• Modelado de sistemas mecánicos. • Modelo de estados general; equilibrio, estabilidad y análisis de puntos críticos. • Linealización del modelo de estados; modos naturales de respuesta y principio de superposición. • Matriz y Funciones de transferencia; polos, ceros, análisis de respuesta transitoria y estado estacionario. Respuesta a señales determinísticas. • Análisis de respuesta en frecuencia. • Análisis en tiempo discreto y respuesta a señales aleatorias. • Simulación numérica de sistemas dinámicos • Estudio de la dinámica del avión, vibraciones mecánicas y sistemas aero-elásticos; e introducción a la identificación de sistemas dinámicos.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2019, semestre: 1

Vigencia: 18/05/2017 - Actualidad

Unidad temática I: Modelado de Sistemas Dinámicos y Análisis en el Espacio de Estados
Introducción; modelo conceptual y modelo matemático, dinámica y perturbaciones. Modelos dinámicos, modelo de estados, análisis de equilibrio y estabilidad a través del campo de velocidades. Análisis de puntos críticos. Criterio de estabilidad de Lyapunov. Ciclos límites y concepto de dinámica caótica.
Modelado de sistemas mecánicos (aplicación de las formulaciones de Newton y Lagrange, métodos energéticos, aproximaciones de Raleigh, etc.).

Unidad temática II: Modelos lineales
Linealización. Análisis del modelo de estados lineal mediante transformada de Laplace. Matriz de transición de estados. Matriz dinámica, autovalores, autovectores y modos naturales de respuesta. Principio de superposición y separación entre desequilibrio y perturbación. Estabilidad, descomposición en fracciones parciales. Respuesta al impulso e integral de convolución. Dinámica de primer y segundo orden.
Aplicación a un rígido con suspensiones elásticas, a la dinámica del avión, dinámica de ejes rotantes y estructuras elásticas (modelos con N grados de libertad, método de Holzer, Myklestad, …).

Unidad temática III: Función de Transferencia
Matriz y función de transferencia. Diagramas en bloques. Respuesta al impulso. Análisis de estabilidad y respuesta transitoria mediante polos y ceros. Criterio de Routh. Análisis en estado estacionario y concepto de ganancia. Sistemas de orden superior y revisión del concepto de dinámica dominante.
Aplicación a sistemas mecánicos y térmicos.

Unidad temática IV: Respuesta en frecuencia
Descomposición de señales periódicas (serie de Fourier). Energía de la señal, espectro de líneas y Teorema de Parseval. Análisis de respuesta en frecuencia. Diagrama de Bode. Caracterización de la respuesta en frecuencia (ancho de banda, pico resonante, etc.). Descripción de señales no periódicas en el dominio de la frecuencia (transformada de Fourier). Revisión del concepto de dinámica dominante y simplificación de modelos.
Aplicación al análisis y mitigación de las vibraciones mecánicas (absolvedores de vibraciones, balanceo de sistemas rotantes, etc.).

Unidad temática V: Sistemas estocásticos y análisis en Tiempo Discreto
Señales aleatorias; densidad de probabilidad, auto-correlación y densidad espectral de potencia. Respuesta dinámica a señales aleatorias. Teorema del muestreo. Análisis espectral en tiempo discreto. Modelos dinámicos en tiempo discreto y solución mediante la Transformada Z.
Aplicación al análisis de sistemas sometidos a cargas de viento y solicitaciones aleatorias. Introducción a la identificación experimental de modelos dinámicos.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2019, semestre: 1

Vigencia: 18/05/2017 - Actualidad


• Teoría de las Vibraciones. Aplicaciones - Thomson, William T. México, Prentice-Hall Hispanoamericana SA, 1982.
• Dynamics for Engineers - Soumitro Banerjee. John Wiley & Sons Ltd. 2005
• Dinámica de Sistemas - Katsuhiko Ogata. Prentice Hall 1987.
• Ingeniería de Control Moderna - Katsuhiko Ogata. Prentice Hall 1993 (2da edición).
• Teoría y problemas de vibraciones mecánicas - Seto, William W. México, McGraw Hill.
• Mecánica de las Vibraciones - Den Hartog, J. P. México, Compañía Editora Continental S. A., 1980.
• An Introduction to Random Vibration – J.D. Robson. Edinburgh University Press. 1963.
• Flight Dynamics Principles - M.V. Cook. Elsevier 2007. IS
• Flight Dynamics - Robert F. Stengel. Princeton University Press 2004.
• Gust Loads on Aircraft: Concepts and Applications – Federic M. Hoblit. AIAA Inc. 1988.
• Introduction to Aircraft Aeroelasticity and Loads - Jan R. Wright, Jonathan E. Cooper. John Wiley & Sons Ltd. 2007.
• Sistemas de Control en Tiempo Discreto - Katsuhiko Ogata. Prentice Hall. 2da edición: 1996, ISBN 968-880-539-4. 3ra edición – 1998.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Adoptando una visión constructivista del aprendizaje, las actividades prácticas se desarrollarán de forma integrada al desarrollo de los contenidos del programa; buscando como objetivo primario el logro de aprendizajes significativos.
Se plantearán trabajos de aplicación, de carácter abierto pero dirigidos hacia los distintos temas durante el desarrollo del curso. Como casos de estudio se privilegiarán aplicaciones en el campo aeroespacial.
Se realizarán trabajos experimentales orientados al estudio e identificación dinámica de sistemas elásticos; utilizando modelos físicos y simulación.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Se trabajará en base a un esquema completamente integrado entre teoría y práctica, tomando la aplicación concreta, y en particular los trabajos de aplicación, como argumento para el desarrollo de los contenidos teóricos.
En la medida de lo posible se buscará plantear un esquema de tipo taller, con un abordaje previo a la clase de los contenidos a desarrollar por parte del alumno, a partir de una guía de estudios semanal propuesta por la cátedra.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Se establecerán trabajos prácticos semanales de carácter obligatorio. La entrega en tiempo y forma de estos trabajos eximirá al alumno de rendir un examen parcial para la aprobación de la cursada.
Se tomarán exámenes parciales de cada módulo para promocionar el curso; pero existirá la opción de aprobar la materia mediante un examen final.
Todas las evaluaciones serán a libro abierto.

MATERIAL DIDÁCTICO



ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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