La Función de Transferencia H(s) es el cociente formado por Y(s), la Transformada de Laplace de la salida de un Sistema LIT (Causal, Lineal e Invariante en el tiempo), dividida entre X(s), la Transformada de Laplace de la entrada a dicho sistema, cuando las condiciones iniciales son iguales a cero. En los siguientes ejercicios se determina la Función de Transferencia de sistemas Electromecánicos. Estos ejercicios que forman parte rutinaria de materias como sistemas de control, señales y sistemas, sistemas electromecánicos y mecatrónicos, etc. Es un buen recurso para aprender obtener las ecuaciones del sistema, el diagrama de bloques del sistema o su representación en variables de estado. El método para hallar la solución se corresponde con las mejores prácticas estudiadas en los textos tradicionales de Dinámica de Sistemas.
A continuación se resuelve un conjunto de ejercicios de Función de Transferencia que tienen como fin aplicar diferentes conceptos básicos de Análisis Matemático de Sistemas Dinámicos.
En esta Guía aprenderás:
- Determinar Dinámica de Sistemas Electromecánicos, es decir, las ecuaciones que caracterizan el sistema (Modelo Matemático)
- Determinar la Función de Transferencia de Sistemas Electromecánicos aplicando la Transformada de Laplace
- Aplicar leyes de la teoría clásica de Redes Eléctricas y Mecánica: Ley de Newton, Kirchhoff etc.
- Analizar sistemas de primer y segundo orden
- Aplicar álgebra lineal para resolver sistemas de ecuaciones
- Resolver sistemas de ecuaciones con Matlab
- Realizar simulaciones de la respuesta en el tiempo con Matlab
Ejercicios resueltos de Función de Transferencia
El objetivo en los siguientes ejercicios es determinar la relación entrada-salida del sistema utilizando leyes de la física, para luego aplicar la transforma de Laplace a la EDS obtenida y despejar de este resultado la función de transferencia H(s) .
Ejercicio EM-1: Obtener el sistema de ecuaciones que describe el comportamiento del Motor DC cuyo modelo se representa en la Figura 1 (Explicación teórica). Obtener el diagrama de bloques del sistema y la función de transferencia a lazo abierto.
Encontrarás la solución al ejercicio EM-1 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio EM-1.
Ejercicio EM-2: Obtener la Función de Transferencia θL(s)/Ei(s) del sistema formado por un Motor DC y su carga de la Figura 2. Simular en Simulink la respuesta en el tiempo de la salida del sistema para valores específicos de los parámetros del motor. Obtener el Diagrama de Bloques de un sistema de motor DC con su carga.
Encontrarás la solución al ejercicio EM-2 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio EM-2.
Ejercicio FT-3: Obtener la función de transferencia H1(s)=X1(s)/U(s) y H2(s)=X2(s)/U(s) del sistema masa-resorte-amortiguador de la Figura 3. Ilustrar el uso de diagramas de cuerpo libre.
Encontrarás la solución al ejercicio FT-3 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio FT-3.
Ejercicio FT-4: Obtener la función de transferencia H1(s)=X1(s)/U(s) y H2(s)=X2(s)/U(s) del sistema masa-resorte-amortiguador de la Figura 6.
Encontrarás la solución al ejercicio FT-4 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio FT-4.
Ejercicio FT-5: Obtener la función de transferencia H1(s)=Y1(s)/U(s) y H2(s)=Y2(s)/U(s) del sistema masa-resorte-amortiguador de la Figura 12.
Encontrarás la solución al ejercicio FT-5 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio FT-5.
Ejercicio FT-6: Obtener la función de transferencia H1(s)=X1(s)/U(s) y H2(s)=X2(s)/U(s) del sistema masa-resorte-amortiguador de la Figura 14.
Encontrarás la solución al ejercicio FT-6 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio FT-6.
Ejercicio FT-7: Obtener el diagrama de bloques del sistema y luego utilizar álgebra de bloques para Obtener la Función de Transferencia H2(s)=Y2(s)/U(s) del sistema masa-resorte-amortiguador de la Figura 67, a partir del diagrama de bloques obtenido.
Encontrarás la solución al ejercicio FT-7 en el siguiente link: SOLUCIÓN Ejercicio FT-7.
Todos los ejercicios tienen Explicación paso a paso con la posibilidad de consultar cualquier duda al creador del contenido a través de Whatsapp: +34747458738, dademuch@gmail.com.
Te puede interesar:
- Se resuelven ejercicios de Determinar la Función de Transferencia, con carácter de Urgencia. EN MENOS DE 24 HORAS (precio aprox. por cada ejercicio (o cada pregunta): 13.7 euros)
- Clases Online: Si tienes alguna duda, Te Enseño este tema con paciencia y pedagogía. Podemos resolver ejercicios durante la clase (14.7 euros la hora)
- Contacto: Prof. Larry Obando, Whatsapp: +34747458738, dademuch@gmail.com
- Otras áreas: Análisis Sistemas, Procesamiento de Señales, Simulación Matlab/Simulink, Sistemas de Control,
- Modelo y Análisis Matemático de Sistemas Eléctricos, Electrónicos, Mecánicos (MRA), Electromecánicos…
Este curso está en continuo crecimiento, trabajamos diariamente para publicar semanalmente más artículos. Al suscribirte podrás contar con excelente material para estudiar y superar con éxito las demandas académicas.
Curso relacionado:
Artículos relacionados:
- Función de Transferencia – Teoría.
- Función de Transferencia – S. Eléctrico- Ejercicio resueltos 1
- Diagrama de Bloques – Ejercicios resueltos 1
- Sistemas de Primer Orden – Teoría.
- Linealidad e Invariancia en el tiempo – Teoría (memoria, estabilidad y causalidad).
- Señales Básicas – Introducción.
Prof. Larry. Estudios:
Escuela de Ingeniería Electrónica de la Universidad Simón Bolívar, USB Valle de Sartenejas.
Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central de Venezuela, UCV CCs