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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER Versión: 1.0
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
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Informe de laboratorio N°2: INTRODUCCIÓN A

MATLAB Y SIMULINK
Julieth Estefanía Gutierrez Lopera – 1161339
Franyer Adrian Martinez Sarmiento - 1161304

simulación adicional llamada Simulink, es una

RESUMEN aplicación que permite construir y simular modelos
de sistemas físicos y sistemas de control mediante
El siguiente informe hace énfasis en el uso de la diagramas de bloques. El comportamiento de dichos
herramienta computacional Matlab y Simulink,
sistemas se define mediante funciones de
empleando los diferentes comandos explicados en la
guía de laboratorio, con el objetivo de familiarizarse transferencia, operaciones matemáticas, elementos
con sus librerías, su interfaz gráfica y entorno de de Matlab y señales predefinidas de todo tipo.
trabajo; para dar desarrollo y ejecución a los Simulink dispone de una serie de utilidades que
ejercicios propuestos y a distintos ejemplos, facilitan la visualización, análisis y guardado de los
logrando así un mayor entendimiento. La finalidad resultados de simulación. Simulink se emplea
de esta práctica, es afianzar los conocimientos profusamente en ingeniería de control. [1]
adquiridos, tener la capacidad de simular por medio
de diagramas de bloques, ecuaciones diferenciales II. OBJETIVOS
en el dominio del tiempo, funciones de transferencia
en el dominio de la frecuencia de sistemas lineales y ➢ Utilizar la herramienta Simulink de Matlab para
no lineales y circuitos electrónicos con el análisis y diseño de sistemas de control en
amplificadores operacionales, contrastando lo Sistemas Lineales Invariantes en el tiempo,
obtenido en Simulink con el análisis matemático de cuyos parámetros definen su condición de
los esquemas realizados. operación.

PALABRAS CLAVES: Matlab y Simulink, III. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Comandos, interfaz gráfica, diagrama de bloques,
circuitos electrónicos, amplificadores operacionales. Se procedió en primer lugar a trabajar en Matlab
con la herramienta adicional Simulink, analizando y
conociendo su entorno de trabajo además de la
I. INTRODUCCIÓN identificación de los diferentes diagramas de
bloques, que permiten el análisis de ecuaciones
Matlab es un programa de gran aceptación en diferenciales, funciones de transferencia y circuitos
ingeniería destinado a realizar cálculos técnicos operacionales.
científicos y de propósito general. En él se integran
operaciones de cálculo, visualización y Posteriormente se realizó el paso a paso
especificado de la guía de laboratorio desde como
programación, donde la interacción con el usuario
ingresan a el entorno de trabajo de Simulink, el
emplea una notación matemática clásica, además,
funcionamiento de cada uno de los iconos y la
este software trae consigo una herramienta de ubicación de las diferentes librerías donde están
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especificados los diagramas de bloques, se Después de realizar la parte introductoria, se dio

desarrolló con la finalidad de implementar en ese solución a las actividades planteadas utilizando
software, el ejemplo introductorio de la ilustración 1 Matlab y Simulink.
que permite el análisis de una ecuación diferencial
en el dominio del tiempo y la creación de 1. Grafique la respuesta del siguiente sistema.
subsistemas con los diagramas de bloques.

Ecuación diferencial:

Ilustración 3. Diagrama de bloques del sistema.

Por medio del entorno de trabajo de Simulink y de

las librerías, se realiza el montaje del esquema de la
ilustración 3.
Ilustración 1. Diagrama de bloques para la ecuación
diferencial.

Ilustración 4. Diagrama de bloques en Simulink.

Ilustración 2. Diagrama de bloques montado en Simulink.

Ilustración 3. Simulación del sistema por medio del bloque Ilustración 5. Simulación del sistema por medio del bloque
Scope. Scope.
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2. Implemente el diagrama de la siguiente 3. Encuentre la función de trasferencia y grafique su

ecuación, y grafique su solución. respuesta de los siguientes diagramas.

Ecuación Diferencial:

Ilustración 9. Amplificador operacional 1.

Teniendo en cuenta los valores de R1, R2, R3 y C,

se analizo el dominio del tiempo y por medio de
Ilustración 6. Diagrama de bloques propuesto por la guía de nodos, el amplificador operacional obteniendo las
laboratorio. siguientes ecuaciones.

Se analiza el nodo A en función de las corrientes

entrantes y salientes.

Del nodo A se obtiene la ecuación 1,

reemplazando la corriente del capacitor y la
corriente que pasa por la R1:
Ilustración 7. Diagrama de bloques elaborado en el entorno de
trabajo Matlab-Simulink.

(1)

Se analiza posteriormente el nodo B y se determina

por medio del análisis circuital y de las
características del amplificador operacional que el
nodo A es igual al nodo B:

Ilustración 8. Simulación del diagrama de bloques de la

ilustración 7 por medio del bloque Scope.
Del nodo B se obtiene la ecuación 2, reemplazando
las corrientes que pasan por R2 y R3:
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(2)

Relacionamos las ecuaciones 1 y 2, reemplazando

“VA” de la ecuación 2 en la ecuación 1, obtenido
como resultado:

Ilustración 10. Diagrama de bloques de la función de

A la ecuación obtenida anteriormente se le aplica transferencia del amplificador operacional.
Laplace con la finalidad de llevar la función al
dominio de la frecuencia, teniendo en cuenta la
transformada de Laplace de una derivada y las
condiciones iniciales del circuito igual a cero, luego
se agrupan los voltajes de salida y se lleva la
ecuación en forma de función de transferencia,
teniendo en cuenta que F(S)=V0(S)/VIN(S).

Función de transferencia obtenida:

Ilustración 11. Simulación de la función de transferencia.

Se reemplazan los valores de cada uno de los Analizando ahora el segundo amplificador de la
elementos obteniendo como resultado: guía de laboratorio, se realizó el análisis matemático
pertinente por medio de nodos.

Simplificando:

Se realiza el montaje de la función de transferencia

en el entorno de trabajo Simulink, utilizando los
bloques correspondientes como se puede apreciar en
la ilustración 10. Ilustración 12. Amplificador operacional 2.
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Teniendo en cuenta los valores de R1, R2, R3 y C, dominio de la frecuencia, teniendo en cuenta la
se analizó el dominio del tiempo y por medio de transformada de Laplace de una derivada y las
nodos, el amplificador operacional obteniendo las condiciones iniciales del circuito igual a cero, luego
siguientes ecuaciones. se agrupan los voltajes de salida y se lleva la
ecuación en forma de función de transferencia,
teniendo en cuenta que F(S)=V0(S)/VIN(S).
Se analiza el nodo A en función de las corrientes
Función de transferencia obtenida:
entrantes y salientes.

Del nodo A se obtiene la ecuación 1,

reemplazando las corrientes que pasa por las dos Se reemplazan los valores de cada uno de los
R1: elementos obteniendo como resultado:

Despejando VA de la ecuación anterior se obtiene:

Luego de obtener la función de transferencia se
realiza el diseño por medio de diagramas de bloques
(1)
en el entorno de trabajo Simulink, como se puede
apreciar en la ilustración 13.
Se analiza posteriormente el nodo B y se determina
por medio del análisis circuital y de las
características del amplificador operacional que el
nodo A es igual al nodo B:

Del nodo B se obtiene la ecuación 2, reemplazando

las corrientes que pasan por R2 y el capacitor:
Ilustración 13. Diagrama de bloques de la función de
(2) transferencia.

Relacionamos las ecuaciones 1 y 2, reemplazando

“VA” de la ecuación 1 en la ecuación 2 y separando
términos se obtiene como resultado que:

A la ecuación obtenida anteriormente se le aplica

Laplace con la finalidad de llevar la función al Ilustración 12. Simulación de la función de transferencia.
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IV. CONCLUSIONES

• La herramienta adicional Simulink, que se

encuentra dentro del software Matlab permite
realizar simulaciones y análisis de sistemas
dinámicos.

• El desarrollo de la práctica permite que por medio

de Matlab se analicen sistemas lineales como
también no lineales atreves de diagramas de
bloques en el dominio del tiempo, en el dominio
de la frecuencia, análisis de funciones de
transferencia y demás aplicaciones.

• Se pudo observar que, del modelamiento de

sistemas físicos como el amplificador operacional
se obtienen funciones de transferencias que
pueden ser graficadas en Matlab/Simulink, y que
dichas respuestas son una aproximación visual a
las características y el comportamiento de los
sistemas físicos.

• Consecuentemente se logra percibir que, al

conectar las diferentes entradas, ya sea un impulso,
escalón, entre otras, generan que las respuestas de
salida varíen en cada una de ellas.

REFERENCIAS

[1] J. Aracil and F. Gómez, "Introducción a Matlab

y Simulink", Esi2.us.es, 2018. [Online].
Available:http://www.esi2.us.es/~fabio/apuntes_
matlab.pdf. [Accessed: 26- Sep- 2018].

[2] Universidad Francisco de Paula Santander,

Departamento de Electricidad y Electrónica
UFPS, programa de Ingeniería Electrónica,
Sistemas de Control, Laboratorio
LAB_N°2_INTRODUCCION A MATLAB-
SIMULINK_v1, ING. JHON JAIRO
RAMÍREZ.