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

Pêndulo

Pêndulo

m6_2O sistema representado na figura é um sistema mecânico rotacional. Logo as leis que o regem são as leis do movimento rotacional.
Este sistema é constituído por um fio (braço), de comprimento L, esticado, suspenso numa superfície com a qual faz um ângulo θ. Ao fio está preso um corpo de massa M.

 

 

Pêndulo

As únicas forças aplicadas a este sistema são a força gravítica e a força que mantém o eixo do pêndulo fixo.
Através das equações do momento linear


m6_3    (1)


m6_4    (2)


e


m6_5    (3)


mx  é o único binário aplicado, onde


m6_6    (4)


Sendo m6_7 a força gravitica segundo x.
Assim a equação que descreve o funcionamento deste sistema pode ser obtida através de


m6_8    (5)


Logo a equação diferencial que descreve o funcionamento do sistema é


m6_9   (6)


Efectuando a mudanças de variável necessárias para obter um sistema de equações diferenciais de primeira ordem obtém-se



m6_10     (7)


Colocando em notação espaço de estados.


m6_11
m6_12     (8)


Escolhendo como variáveis de saída o ângulo θ (m6_14) e a velocidade angolar ω (m6_15)


m6_16

m6_17

Logo


m6_18    (9)