Sistemas

Modelização de um sistema

Modelização em espaço de estados

Mecânicos

Exemplos de Sistemas

Movimento Rectilineo sem atrito

Movimento Rectilineo com atrito

Força elástica, uma única mola

Força elástica, duas molas

Plano inclinado

Pêndulo

Salto de um pára-quedista

Suspensão automóvel

Pêndulo invertido

Simulação

Força elástica, uma única mola

Força Elástica uma única mola

 

Neste caso um corpo de massa M está preso a uma mola, existem então três forças aplicadas a força F, a força elástica Fe e a força de atrito Fa.

m3_1

Força elástica, uma mola

Pela lei de Newton sabe-se que 


m3_3     (1)


como existem três forças aplicadas


m3_4     (2)


Onde


m3_5,    (3)


m3_6    (4)


e


m3_7    (5)


Assim equação que descreve o comportamento do sistema é


m3_8    (6)


Resolvendo a equação em ordem a derivada de maior grau obtêm-se


m3_9    (7)


Utilizando as seguintes mudanças de variável


m3_10


Obtém-se o seguinte sistema de equações diferenciais de primeira ordem


m3_11      (8)


Colocando em notação espaço de estados.


m3_12
m3_13    (9)


Escolhendo como variável de saída o deslocamento m3_14.


m3_15
m3_16


Logo


m3_17     (10)