Evaluación Diagnóstica

Evaluación Diagnóstica.
Integración de Sistemas Mecatrónicos.

Mayo de 2020.
Nombre Grupo
Instrucciones: a partir de los siguientes datos, simula en el software que desees, las formas de onda respectivas según
las especificaciones dadas.
1. a) V = 7V. b) V = -7.5V
2. Señal senoidal con un Vpp = 7.5V, T = 16.66 mS
3. Señal senoidal con un Vrms = 7.5V, f = 350Hz.
4. Señal cuadrada con 15% de ciclo de trabajo y periodo = 5mS.
5. Señal TTL con f = 10Hz.
Instrucciones: resuelve correctamente los siguientes ejercicios según se te indique.
1. Analiza y simula los siguientes circuitos recortadores. Suponiendo que se aplica una señal senoidal cuyo Vp = 12
V, dibuja correctamente las gráficas correspondientes a la entrada (generador) y a la salida (V o) señalando los
valores de amplitud (voltaje) y periodo (tiempo), además comenta con tus palabras el comportamiento de
cada circuito.
a) b)
2. Realiza el diseño y la simulación correspondiente de un circuito rectificador de media onda y de onda
completa, empleando para cada circuito un voltaje de entrada rms de 50 volts y considerando que la disipación
de potencia de la resistencia no exceda los 0.3 W. Determina los valores de corriente y carga (resistencia) en
cada caso. Asimismo, dibuja las formas de onda de voltaje y corriente tanto de entrada como de salida
indicando los valores respectivos de amplitud y tiempo.
3. Analiza y simula los siguientes circuitos. En el inciso a, elabora las formas de onda a la entrada y salida (en el
colector). Explica por qué dicho comportamiento. En los incisos b) y c) determina lo que se te indica en cada
circuito.
a) b) RE, VCE = ?  = 69, IB = 5.026uA c) IC, VC, VE = ?  = 128
4. Determina analíticamente y por simulación el voltaje de salida de los siguientes circuitos indicando el tipo de
configuración que se trate. Explica brevemente el porqué de dicha salida.
a)
b) c)
h) i)
g)
5. Desarrolla, en diagrama escalera, el diseño que permita la implementación de:
a) Arranque y paro de un motor de C.D. y C.A.

b) Cambio de giro de un motor de C.D. y C.A.
c) Activación de un motor de C.D. y C.A. después de 3 segundos que se presionó el botón de activación.
Instrucciones: determina la respectiva función de transferencia en el Espacio de Estados y comprueba tu resultado

regresando a la función de transferencia.
𝑉𝑜 𝑉
1. 𝐺(𝑆) = 2. 𝐺(𝑆) = 𝑜. Considera que R = 1 y L = 1H.
𝑉𝑖 𝑉𝑖
Instrucciones: encuentra la representación en el espacio de estados para cada uno de los sistemas que se
muestran en los siguientes ejercicios. Comprueba tu solución a través de Matlab o software afín.
1. 2.
Instrucciones: resuelve correctamente los siguientes problemas de aplicación empleando la transformada de Laplace.
Comprueba tu resultado a través de Matlab o software afín. Además, simula (en caso de circuito) y grafica (solución
particular) en el software de tu preferencia.
1. A partir del siguiente circuito RLC serie donde i(0) = 0A y q(0) = 0C, encuentra:
a. i(t).
b. VL(t).
27
c. imáx y el tiempo en que sucede.
+ d. Rmín para lograr una respuesta sobreamortiguada.
30 1mH
e. Tiempo en que se estabiliza la corriente para R = 27 y Rmín.
- f. Realiza un bosquejo gráfico de i(t).
0.47uF
2. Se aplica un voltaje de 15 volts a un circuito en serie RC, donde la resistencia es de 3.3  y la capacitancia es 2.2uF.
Si q(0)=0C, determina: a) La carga q(t) del capacitor y la corriente i(t), b) ¿Cuáles son la corriente y voltaje máximos
del circuito? c) ¿En qué tiempo son iguales el voltaje y la corriente y a cuánto equivale dicho valor?
3. Un contrapeso de 20 lb estira 6 in a un resorte. En este sistema, el contrapeso se suelta, partiendo del reposo, a 6
 9
in debajo de la posición de equilibrio. a) Calcula la posición del contrapeso cuando t  yt  . b) ¿Cuál es
6 32
3
la velocidad del contrapeso cuando t  s ? ¿Hacia dónde se dirige el contrapeso en ese instante? c) ¿Cuándo
16
pasa el contrapeso por la posición de equilibrio?
Instrucciones: resuelve correctamente los siguientes ejercicios según el método indicado. Implementa en software
afín el método referido.
Métodos por utilizar: Runge-Kutta y Taylor.
1. Dada la siguiente ecuación diferencial con su respectiva condición inicial, aproxima y(0.5):
Y’ = 2XY, y(0) = 1
Compara el resultado obtenido con el resultado obtenido a través del método analítico variables separables o
factor integrante y determina el porcentaje de error correspondiente en cada método numérico.
Método por utilizar:Regla de Simpson 3/8.

2. Aproxima la siguiente integración utilizando intervalos con n = 5:
1
∫ 𝑒𝑥2 𝑑𝑥
0
Método por utilizar: Newton-Raphson.

3. Aproxima la raíz de 𝑓(𝑥) = 𝑒−𝑥 − ln 𝑥 comenzando con 𝑥0 = 1 y hasta que |𝐸𝐴| < 1%.
Método por utilizar: Polinomio de Interpolación de Newton con diferencias divididas.

4. Calcula la tabla de diferencias divididas finitas con los siguientes datos:
X -2 -1 2 3
y 4 6 9 3
Y utiliza la información de dicha tabla para construir el polinomio de interpolación de Newton.

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Instrucciones: resuelve correctamente los siguientes ejercicios según se te indique.

a) b) RE, VCE = ?  = 69, IB = 5.026uA c) IC, VC, VE = ?  = 128

5. Desarrolla, en diagrama escalera, el diseño que permita la implementación de:

a) Arranque y paro de un motor de C.D. y C.A.

Instrucciones: determina la respectiva función de transferencia en el Espacio de Estados y comprueba tu resultado

Método por utilizar:Regla de Simpson 3/8.

Método por utilizar: Newton-Raphson.

Método por utilizar: Polinomio de Interpolación de Newton con diferencias divididas.

Y utiliza la información de dicha tabla para construir el polinomio de interpolación de Newton.

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