Modelos LIT - Universidade do Minho

Modelos LIT / © Paulo Garrido – Universidade do Minho 19
Estabelecimento de modelos dinâmicos LIT SISO
Tanto quanto é do conhecimento do autor não existe um “algoritmo” 8 para modelizar ou
estabelecer modelos dinâmicos de sistemas, quando estes modelos, devido à natureza do
problema de modelização, têm que ser compostos. Há, no entanto, algumas ideias que podem
ajudar muito.
Um sistema requer um modelo dinâmico:
i) Se nele existirem fenómenos de acumulação ou de transporte de quantidades;
ii) Se for necessário modelizar estes fenómenos, para se conseguir um modelo
suficientemente preciso para os nossos objectivos.
As quantidades em causa podem ser energia, matéria, quantidade de movimento, carga
eléctrica ou outras. Deixando os fenómenos de transporte por um momento de lado, vamos
observar que para existirem fenómenos de acumulação ou de armazenamento, devem existir
armazenadores.
Eis alguns exemplos de acumuladores ou armazenadores (entre parêntesis apresentam-se
as equações 9 para as quantidades acumuladas ou armazenadas):
– Elemento eléctrico com capacidade C:
⎛ 1 2 ⎞
Armazena energia eléctrica ⎜E
= Cv ⎟ sob a forma de carga electrostática
⎝ 2 ⎠
q = Cv ;
( )
– Elemento eléctrico com indutância L:
⎛ 1 2 ⎞
Armazena energia eléctrica ⎜E
= Li ⎟
⎝ 2 ⎠
sob a forma de fluxo magnético φ = Li ;
– Corpo móvel com massa M:
Armazena quantidade de movimento ( p Mv)
x
= ou energia cinética
⎛
1
⎞
2
⎜E
= Mv ⎟
⎝ 2 ⎠ ;
pode também dar-se o caso 10 de armazenar energia potencial gravítica ( E Mgh)
– Corpo móvel com momento de inércia J:
Armazena quantidade de movimento angular ( p Jω)
E
1
Jω
2
2
= ;
– Corpo 11 com elasticidade K e :
θ
= ;
= ou energia cinética
8 Por algoritmo. entende-se aqui um procedimento efectivo e universal para realizar um objectivo.
9 Os símbolos usados nas equações, foram definidos anteriormente.
10 Por exemplo, no caso de um pêndulo.