La función sinusoidal y la función exponencial representan muchos procesos de la naturaleza. En especial, son de gran utilidad para representar el caso de movimientos amortiguados en el campo de la mecánica. La Figura (1) muestra la Función de Transferencia para un sistema masa-resorte-amortiguador simple:
Figura 1. Sistema masa-resorte-amortiguador
La dinámica del sistema de la Figura (1) se describe mediante una sola ecuación diferencial:
En la ecuación (5), x(t) es el desplazamiento horizontal del sistema, que es un desplazamiento sinusoidal amortiguado, conocido como movimiento armónico amortiguado, concepto básico para la física y la ingeniería mecánica clásica.
La siguiente ecuación es una solución para la ecuación diferencial (5). Se trata de una función exponencial multiplicada por una función sinusoidal:
Supongamos el siguiente ejemplo para la ecuación anterior de x(t):
Este resultado se puede visualizar a través de una simulación computarizada, introduciendo el siguiente código en Matlab:
>> t=0:0.01:30;
>> x=5*exp(-0.1*t).*cos(4*t-0.7048);
>> plot(t,x)
>> grid
>> xlabel(‘Tiempo(segundos)’)
>> ylabel(‘Desplazamiento X(metros)’)
Figura 2. Movimiento armónico amortiguado
Fuentes:
Fundamentos_de_Señales_y_Sistemas_usando la Web y Matlab
Análisis de sistemas lineales asistido con Scilab, Ebert Brea.
Analisis_de_Sistemas_Lineales
Oppenheim – Señales y Sistemas
Revisión literaria hecha por:
Prof. Larry Francis Obando – Technical Specialist – Educational Content Writer
1 pensamiento sobre “Simulación en Matlab de respuesta en el tiempo de sistema masa-resorte-amortiguador.”