2024
Modelação e Simulação
Nome: Modelação e Simulação
Cód.: EME07207M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Engenharia Mecânica
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
* O aluno deverá ter a capacidade para observar um sistema físico de engenharia (mecânico, fluídico, térmico
ou eléctrico) e desenvolver o seu modelo matemático para fins de controlo automático.
* O aluno deverá ter a capacidade de representar e manipular um modelo físico, de engenharia, em Função de
Transferência ou em Espaço de Estados.
* O aluno deverá ter a capacidade de resolver um modelo físico, de engenharia, analítica ou numericamente,
recorrendo ao software MATLAB.
ou eléctrico) e desenvolver o seu modelo matemático para fins de controlo automático.
* O aluno deverá ter a capacidade de representar e manipular um modelo físico, de engenharia, em Função de
Transferência ou em Espaço de Estados.
* O aluno deverá ter a capacidade de resolver um modelo físico, de engenharia, analítica ou numericamente,
recorrendo ao software MATLAB.
Conteúdos Programáticos
PARTE I: Modelação
1. Modelos matemáticos para controlo automático (parâmetros concentrados) - abordagem generalizada -
variáveis de potencial e fluxo.
2. Elementos básicos: Acumuladores de Potencial e Fluxo, Dissipadores. Relações constitutivas.
3. Relações de interligação: restrições de continuidade e compatibilidade para sistemas eléctricos, mecânicos,
fluídicos e térmicos.
4. Sistemas equivalentes eléctricos/ mecânicos/ fluídicos.
5. Métodos variacionais na modelação de sistemas lineares.
PARTE II: Simulação
1. Linearização de modelos, de engenharia, em torno de pontos de funcionamento.
2. Representação de Sistemas em Função de Transferência: Sistemas SISO e MIMO. Transformadas de
Laplace. Representação de Sistemas em Espaço de Estados.
3. Resolução analítica de modelos lineares (Resolução EDO).
4.Implementação analógica de modelos de engenharia com componentes eléctricos. Simulação analógica de
Sistemas
5. Resolução numérica de sistemas engenharia com Matlab.
1. Modelos matemáticos para controlo automático (parâmetros concentrados) - abordagem generalizada -
variáveis de potencial e fluxo.
2. Elementos básicos: Acumuladores de Potencial e Fluxo, Dissipadores. Relações constitutivas.
3. Relações de interligação: restrições de continuidade e compatibilidade para sistemas eléctricos, mecânicos,
fluídicos e térmicos.
4. Sistemas equivalentes eléctricos/ mecânicos/ fluídicos.
5. Métodos variacionais na modelação de sistemas lineares.
PARTE II: Simulação
1. Linearização de modelos, de engenharia, em torno de pontos de funcionamento.
2. Representação de Sistemas em Função de Transferência: Sistemas SISO e MIMO. Transformadas de
Laplace. Representação de Sistemas em Espaço de Estados.
3. Resolução analítica de modelos lineares (Resolução EDO).
4.Implementação analógica de modelos de engenharia com componentes eléctricos. Simulação analógica de
Sistemas
5. Resolução numérica de sistemas engenharia com Matlab.
Métodos de Ensino
O ensino é baseado em aulas teóricas e teórico-práticas. Procurar-se-á uma aprendizagem activa que estimule
o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
Paralelamente aos problemas resolvidos na aula, é formulado e resolvido numericamente um modelo
matemático, fora do horário das aulas, onde o aluno aplica o Software MATLAB Toolbox Control Systems.
A avaliação é feita mediante a elaboração de 2 trabalhos sob a forma de artigos:
N1= Trabalho simulação 1
N2= Trabalho de simulação 2
A nota final é obtida por: (N1+N2)/2
o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
Paralelamente aos problemas resolvidos na aula, é formulado e resolvido numericamente um modelo
matemático, fora do horário das aulas, onde o aluno aplica o Software MATLAB Toolbox Control Systems.
A avaliação é feita mediante a elaboração de 2 trabalhos sob a forma de artigos:
N1= Trabalho simulação 1
N2= Trabalho de simulação 2
A nota final é obtida por: (N1+N2)/2
Bibliografia
1. Close, Charles; Frederick, Dean; Newell, Jonathan; Modeling and Analysis of Dynamic System, John Wiley &
Sons, 3rd Ed., 2002
2. Woods, R.; Lawrence, K.; Modeling and Simulation of Dynamic System, Prentice-Hall International, Inc., 1997
3. Ogata, K.; Modern Control Engineering, Prentice-Hall International, Inc., 4th Ed., 2002
4. Math Works; Matlab
5. FIGUEIREDO, J., [2011]. Modelling and Simulation of Analogue Angular Sensors for Manufacturing
Purposes, Mechatronics in P.Davim (Ed.), ISTE UK, John Wiley & Sons USA, ISBN 978-1-84821-308-1
6. FIGUEIREDO, J., Sá Costa,J. [1996] "Elastic-Link Manipulators: Modelling, Simulation and Experiments", Intl.
Journal of Robotics and Automation, Vol.11, N. 1, pp. 13-21, 1996
Sons, 3rd Ed., 2002
2. Woods, R.; Lawrence, K.; Modeling and Simulation of Dynamic System, Prentice-Hall International, Inc., 1997
3. Ogata, K.; Modern Control Engineering, Prentice-Hall International, Inc., 4th Ed., 2002
4. Math Works; Matlab
5. FIGUEIREDO, J., [2011]. Modelling and Simulation of Analogue Angular Sensors for Manufacturing
Purposes, Mechatronics in P.Davim (Ed.), ISTE UK, John Wiley & Sons USA, ISBN 978-1-84821-308-1
6. FIGUEIREDO, J., Sá Costa,J. [1996] "Elastic-Link Manipulators: Modelling, Simulation and Experiments", Intl.
Journal of Robotics and Automation, Vol.11, N. 1, pp. 13-21, 1996
Equipa Docente (2023/2024 )
- Joaquim Manuel Guerreiro Marques [responsável]
