UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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1 1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 16 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 0 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura (X) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: Fecha de la última actualización: Responsables del diseño: Dr. Luis Antonio Amézquita Brooks Presentación: Esta unidad de aprendizaje está dividida en 3 unidades temáticas. En la primera unidad temática se cubren los elementos fundamentales para la simulación de los sistemas dinámicos en un ambiente computacional. En la segunda se estudia la simulación de los sistemas dinámicos traslacionales y rotacionales. Finalmente, en la tercera unidad temática se estudia la obtención de la respuesta en frecuencia de los sistemas dinámicos mediante un paquete computacional.

2 Propósito: 2 Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante desarrolle competencias que contribuyen al perfil del ingeniero en aeronáutica. Además, permite complementar la unidad de aprendizaje teórica de Sistemas Dinámicos. Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico. Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje: Utiliza un paquete computacional para describir, analizar y resolver problemas que involucran sistemas dinámicos conformados por masas, resortes y amortiguadores con aplicaciones a sistemas aeronáuticos.

3 Representación gráfica 3 Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. Competencias de la Unidad de Aprendizaje Instrumentales Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

4 Unidad temática 1: Introducción a Matlab Competencias particulares: Utiliza el software Matlab para describir, analizar y resolver problemas matemáticos y de ingeniería básicos. 4 Elementos de Competencia *Emplear el software Matlab para para describir, analizar y resolver problemas matemáticos y de ingeniería básicos. Evidencias de aprendizaje *Solución de práctica de introducción a Matlab. Criterios de desempeño *Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos *Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos del software Matlab mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería y matemáticas. *Asignación de variables. *Operaciones con listas y matrices. *Programación de scripts y funciones. *Comando de graficación. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revista y congreso.

5 Unidad temática 2: Simulación de los sistemas dinámicos traslacionales y rotacionales Competencias particulares: Utiliza el software Matlab para analizar y simular la respuesta de los sistemas dinámicos traslacionales y rotacionales. 5 Elementos de Competencia *Simular sistemas traslacionales mediante Matlab y Simulink. *Simular sistemas rotacionales mediante Matlab y Simulink. Evidencias de aprendizaje *Solución de práctica de sistemas traslacionales con Matlab. *Solución de práctica de sistemas rotacionales con Matlab. Criterios de desempeño *Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. *Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos *Estudiar dentro y fuera del aula los elementos del software Matlab para la simulación de sistemas traslacionales mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería. *Estudiar dentro y fuera del aula los elementos del software Matlab para la simulación de sistemas rotacionales mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería. *Simulación de funciones de transferencia. *Simulación con Simulink. *Cálculo de polos. *Cálculo de las características transitorias. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revista y congreso.

6 Unidad temática 3: Cálculo de la respuesta en frecuencia con Matlab Competencias particulares: Utiliza las herramientas de análisis en el dominio de la frecuencia para describir el comportamiento de sistemas dinámicos. 6 Elementos de Competencia *Calcular la respuesta frecuencial de sistemas lineales con Matlab. Evidencias de aprendizaje *Solución de práctica de respuesta en frecuencia con Matlab. Criterios de desempeño *Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos *Estudiar dentro y fuera del aula los elementos del software Matlab para la obtención de la respuesta frecuencial mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería. * Calculo de la respuesta frecuencial con simulación transitoria. *Trazado del diagrama de Bode. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revista y congreso.

7 Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Practica Introducción a Matlab 15% Practica Simulación de sistemas translacionales I 15% Practica Simulación de sistemas translacionales II 15% Practica Simulación de sistemas rotacionales 15% Practica Obtención de la respuesta en frecuencia 15% Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 25% 7 Al finalizar la unidad de aprendizaje el alumno entregará en equipos que designe el profesor un proyecto, el cual constará de los siguientes elementos: Prototipo de un mecanismo con dinámicas traslacionales y rotacionales de al menos dos grados de libertad. Un reporte que incluya: o Proceso de modelado del comportamiento dinámico del mecanismo en ecuaciones diferenciales y obtención de la función de transferencia del mecanismo. o Análisis de la respuesta transitoria del mecanismo con Matlab. o Análisis de la respuesta en el dominio de la frecuencia del mecanismo con Matlab. o Comparación entre las características dinámicas observables del prototipo y las obtenidas con Matlab. Fuentes de apoyo y consulta: Libro: DYNAMIC MODELING AND CONTROL OF ENGINEERING SYSTEMS Autor: Bohdan T. Kulakowski Editorial: Cambridge University Press

8 Libro: DYNAMIC SYSTEMS: MODELING AND ANALYSIS Autor: Hung V. Vu Editorial: Mc-Graw-Hill 8 Libro: DINAMICA DE SISTEMAS Y CONTROL Autor: Eronini-Umez-Eronini Editorial: Thomson Learning o Tema: Base de datos del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Liga: ieeexplore.org Fecha última revisión: 5/5/2014 Revista: Journal of Guidance, Control, and Dynamics Año: 2007 # de revista: AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics Mes: Enero Nombre del artículo: Review of Flight Dynamics Autor: John Valasek

9 Perfil del docente: 9 Grado mínimo de Maestría con especialidad en: Aeronáutica, mecánica, electrónica o control. Ficha bibliográfica del profesor: El Dr. Amézquita actualmente labora como profesor de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Electrónica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. El Dr. Amézquita cuenta con el título de Doctorado Ciencias de la Ingeniería con una especialización en Sistemas Autónomos otorgado por el 2010 por el Tecnológico de Monterrey. También tiene los grados de Maestro en Ciencias de la Ingeniería con especialización en Automatización y Control y de Ingeniería en Sistemas Electrónicos otorgados por la misma institución. La actividad principal del Dr. Amezquita es la investigación y la docencia en las áreas de dinámica de vuelo y sistemas dinámicos. JEFATURA DE ACADEMIA Dr. Luis Antonio Amézquita Brooks JEFATURA DE DEPARTAMENTO Dr. Luis Arturo Reyes Osorio COORDINACIÓN GENERAL ACADEMICA DE AERONÁUTICA Dr. Ulises Matías García Pérez SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero

10 10 CONTROL DE CAMBIOS Página Decía Dice Motivo del Cambio Fecha