Modelado De Sistemas

MODELAMIENTO DE SISTEMAS: FUNDAMENTOS

INTRODUCCION

Un sistema representa una unidad donde se hacen tratamientos físicos o químicos de materiales que puede ser contrastada con un modelo que representa una descripción matemática del sistema real. La disposición de varios sistemas unidos entre sí por flujos comunes de materiales y/o información constituye un proceso. La salida del proceso esuna función no solamente de las características de sus sistemas (o subsistemas) sino también de sus interacciones o interrelaciones. Una propiedad del sistema o de su entorno a la que se le puede asignar valores numéricos arbitrarios se denomina como un parámetro. También puede ser una constante o el coeficiente de una ecuación. El estudio de un proceso, mediante la manipulación de surepresentación matemática o de su modelo físico, constituye una simulación. Los estudios clásicos de un proceso en estado estacionario se complementan con un análisis dinámico, lo que exige un conocimiento de los criterios de estabilidad y de los métodos de operación para evaluar exitosamente el funcionamiento del proceso.

El análisis de sistemas se refiere al reconocimiento y definición de problemas, suplanteamiento o modelamiento mediante la aplicación de principios científicos y el desarrollo de procedimientos de solución con cuyos resultados se adquiera una total comprensión de la situación.

El análisis y la simulación de procesos presentan las siguientes ventajas:

1. Experimentación Continua: Es posible estudiar procesos existentes en una forma mas rápida, económica y completa que en laplanta real. La simulación puede aumentar o reducir el tiempo real de una forma análoga a como una cinematográfica acelera o retarda las imágenes; de esta forma se puede observar más fácilmente la operación del sistema.

2. Extrapolación: Con un modelo matemático adecuado se pueden ensayar intervalos extremos de las condiciones de operación, que pueden ser impracticables o imposibles derealizar en una planta real. También es posible establecer características de funcionamiento

3. Estudio de conmutabilidad y evaluación de otros planes de actuación: Se pueden introducir nuevos factores o elementos de un sistema y suprimir otros antiguos al examinar el sistema con el fin de ver si estas modificaciones son compatibles. La simulación permite comparar distintos diseños y procesos quetodavía no están en operación y ensayar hipótesis sobre sistemas o procesos antes de llevarlos a la práctica.

4. Repetición de experimentos: La simulación permite estudiar el efecto de la modificación de las variables y parámetros con los resultados producibles. En el modelo matemático se puede introducir o retirar a voluntad un error, lo cual no es posible en la planta real

5. Control decálculo: La simulación constituye una importante ayuda material para el estudio de los sistemas de control con lazos abiertos y cerrados

6. Ensayo de sensibilidad: Se puede ensayar la sensibilidad de los parámetros de costos y básicos del sistema; por ejemplo, un incremento de un 10 % en la velocidad de alimentación podrá tener, según los casos, un efecto mínimo o muy importante sobre elfuncionamiento del sistema

7. Estudio de la estabilidad del sistema: Se puede examinar la estabilidad de sistemas y subsistemas frente a diferentes perturbaciones

TIPOS DE MODELOS DE SISTEMAS

Debido a su utilización en diversos campos de la ciencia, es imposible incluir dentro de una sola definición las diferentes acepciones de la palabra modelo. Un sistema se puede modelar mediante, ya sea, unaconstrucción física o analógica, una representación gráfica o un mapa, un enunciado teórico o un planteamiento matemático. Es decir, se pueden describir los siguientes tipos de modelos:

1. Modelos Físicos: Son construcciones materiales que representen sistemas como barcos, plantas pilotos, maquetas de edificios y otros

2. Modelos Analógicos: Son construcciones materiales que representen...