Cree una biblioteca para el modelado de aeronaves, la cual podrá ser usada para estudiar la dinámica de vuelo durante diferentes condiciones de vuelo.

Este modelo le permite analizar cómo responde una batería a condiciones térmicas, así como a ciclos de carga y descarga.

Los biestables son circuitos lógicos digitales comúnmente utilizados en procesos donde se necesita almacenamiento y transferencia de datos digitales. En este ejemplo, utilizaremos la biblioteca Digital, parte de la Biblioteca Estándar de Modelica, para demostrar el uso de compuertas lógicas básicas en un biestable maestro-esclavo activado por pulso.

aster‐slave flip‐flop.

Modele una bobina con precarga para evitar el golpeteo.

Cree un modelo de una bola rodando sobre una viga y controle el movimiento de la bola.

Utilice el modelo en V para el diseño, implementación y pruebas de sistemas de control. Modele su sistema en System Modeler y luego diseñe un controlador en Wolfram Language. Utilice el Kit de microcontroladores para generar código automatizado e implementarlo en un microcontrolador, y luego valide su modelo independiente con los objetivos de control. Este ejemplo muestra cómo diseñar, implementar y probar un controlador PID para equilibrar una bola sobre una barra.

La biblioteca Wolfram Model Plug le permite conectar sus modelos de simulación al mundo real utilizando placas Arduino, aumentando así la capacidad para crear prototipos rápidamente en System Modeler. A continuación mostraremos cómo se puede utilizar Model Plug para controlar interactivamente un brazo robótico desde un panel de control.

La modelización de procesos empresariales (BPM) se ha convertido en una actividad predominante para apoyar la toma de decisiones de gestión y el análisis empresarial. Este ejemplo examina una cadena de producción para una empresa que produce bienes duraderos (por ejemplo, sistemas de alarmas contra intrusos).

Verifique los efectos de juego en una transmisión planetaria que inducen vibraciones durante las etapas iniciales del movimiento.

¿Alguna vez se ha preguntado cuál debería ser la potencia del radiador en su casa, o cómo las condiciones ambientales afectan la temperatura de su habitación? Este ejemplo modelará todos los componentes de una casa y los combinará para observar cómo cambia la temperatura de su habitación con las fluctuaciones de la temperatura ambiente.

Las enzimas son parte de casi todas las reacciones bioquímicas conocidas, desde el metabolismo humano hasta la producción de cerveza. Este modelo muestra una reacción genérica de sustrato a producto y la cataliza para ilustrar el poder de las enzimas.

¿Alguna vez se ha preguntado cómo funciona su refrigerador o aire acondicionado? En este ejemplo, explorará cómo funciona el ciclo de refrigeración por compresión de vapor y determinará cuál debería ser la capacidad de su aire acondicionado.

Use el concepto de la cinemática para comprender el salto de un automóvil de acrobacias y simular escenas arriesgadas. Visualice el salto desde diferentes marcos de referencia, como el público, el automóvil o un helicóptero en movimiento.

Una reacción enzimática simple que no se ve afectada por la retroalimentación negativa, los efectos alostéricos o la cooperatividad se pueden simplificar utilizando cinética de Michaelis-Menten.

El circuito de Chua es el circuito electrónico más simple que muestra un comportamiento caótico. Debido a su simplicidad, es especialmente adecuado como un ejemplo demostrativo del mundo real de un sistema caótico.

Los circuitos combinacionales se utilizan para realizar álgebra booleana en señales de entrada y datos almacenados. Están compuestos de puertas lógicas básicas que se combinan para producir potentes circuitos de conmutación. En este ejemplo, creará un sumador de 3 bits y lo conectará a hardware usando Arduinos.

Los circuitos secuenciales se utilizan ampliamente en dispositivos modernos como computadoras y teléfonos inteligentes para almacenar información. En este ejemplo, aprenderá a diseñar elementos de memoria como pestillos y biestables que pueden almacenar información binaria.

Estudie cómo un modelo rápido (cuasiestacionario) de un motor de corriente continua con imán permanente (DCPM) se comporta de manera diferente en comparación con uno completamente transitorio.

¿Alguna vez ha intentado comprender la estructura de un problema utilizando modelos cualitativos? Con los diagramas de bucles causales, puede crear rápidamente este tipo de modelos que son fáciles de entender. Este ejemplo muestra un modelo de bucle causal para la dinámica mundial con el fin de entender cómo una campaña puede reducir la carga ambiental.

Conecte un modelo de planta de proceso y un Controlador lógico programable (PLC) del mundo real en System Modeler.

Un modelo puede utilizarse para muchas cosas, y una de ellas es la posibilidad de calcular la confiabilidad del sistema modelado. Con información sobre la vida útil de cada componente, se puede estudiar la vida útil del sistema completo. En este ejemplo, examinamos cómo el calor afecta el tiempo medio hasta el fallo (MTTF) de un amplificador.

Un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) se utiliza para proteger dispositivos eléctricos como computadoras de fallos de energía cuando se corta la energía principal. Usando un modelo en el cual se modela tanto el comportamiento físico como la confiabilidad, se pueden sacar conclusiones sobre el comportamiento de conmutación y la confiabilidad del sistema.

Calcule la confiabilidad de un sistema de flaps de un Cessna 441 utilizando datos de vida útil de las partes hidráulicas individuales.

Los contadores se utilizan en una variedad de aplicaciones digitales como una forma de contar eventos. En este ejemplo, hemos construido un contador ascendente asíncrono simple de 4 bits utilizando la biblioteca Digital, que es parte de la Biblioteca Estándar de Modelica.

A menudo se señala que el CO2 causa el calentamiento global, pero monitorear las concentraciones de CO2 también es un aspecto importante para preservar la calidad del aire en interiores. Este ejemplo muestra cómo puede controlar la concentración de CO2 en una habitación y, posteriormente, verificar si el cambio climático pone más presión sobre el sistema de ventilación.

Diseñe de manera sistemática un controlador para un sistema no lineal usando el control por inversión de modelos.

Calcule la ondulación de corriente pico a pico en un convertidor elevador, utilizado para aumentar el voltaje de un nivel inferior a un nivel superior.

Compare la eficiencia de un convertidor DC-DC conmutado con un regulador lineal Zener.

Los convertidores reductor-elevador se utilizan tanto para aumentar el voltaje de un nivel inferior a uno superior como para reducir el voltaje de un nivel superior a uno inferior. Podemos encontrar convertidores reductor-elevador en aplicaciones donde el voltaje de suministro cambia con el tiempo, tales como las aplicaciones que funcionan con baterías.

Analice el impacto de defectos en rodamientos (también conocidos como cojinetes con rodillos).

Examinar diferentes configuraciones de ruedas de automóviles es crucial para evaluar si una rueda en particular es adecuada para conducir en un terreno específico. El siguiente modelo examinará distintos tipos de ruedas en interacción con distintos tipos de suelo.

Incorpore datos reales del mercado internacional de combustibles y de la demanda regional en este modelo de una planta de generación eléctrica de 5.6 GW.

¿Alguna vez se ha molestado al ver grabaciones inestables tomadas con su teléfono móvil? En ese caso, quizás haya pensado en usar un gimbal o un estabilizador de cámara. ¿Alguna vez se ha preguntado cómo funcionan? En este ejemplo, comprenderá la dinámica detrás de ellos y diseñará su propio estabilizador de cámara.

Compare tres diseños para un mecanismo de recentrado basado en resortes en una palanca de mando analógica.

Compare la deflexión de vigas en voladizo para diferentes materiales y áreas de sección transversal.

Al acoplar embragues, se puede lograr un tren de transmisión de estructura variable. Con distintos embragues activados en diferentes momentos, se suministra torque a distintas partes del sistema.

El principio de Hardy-Weinberg es un principio fundamental en la genética de poblaciones; describe poblaciones que ya no están sometidas a evolución y, por lo tanto, alcanzan un estado de equilibrio. En este ejemplo, aprenderá a construir un modelo de herencia genética y analizar escenarios en los que se infringen las suposiciones del equilibrio de Hardy-Weinberg.

El equilibrio heterogéneo se refiere a reacciones reversibles en las que los sustratos de las reacciones están en fases distintas. Uno de los tipos más útiles de estas reacciones es cuando un sólido se disuelve en una solución acuosa. En este ejemplo, aprenderá sobre el equilibrio heterogéneo y comprenderá el concepto de solubilidad.

La mayoría de las reacciones químicas no son irreversibles y, de hecho, ocurren en ambas direcciones. Sin embargo, todas las reacciones reversibles alcanzan un estado estable en el cual las concentraciones de los sustratos en la reacción se vuelven constantes. En este ejemplo, aprenderá a modelar una reacción química reversible y analizar la dinámica de la reacción. Aprenderá sobre constantes de equilibrio y velocidades de reacción.

Cree un modelo farmacocinético para describir la distribución y las tasas de transferencia del agente de contraste entre distintas partes del cuerpo.

Este modelo analiza la robustez de un estimador de estado, tomando mediciones de un radiador eléctrico. El estimador de estado combina diferentes mediciones con un modelo del sistema para estimar la temperatura actual del radiador. Para evaluar la robustez, se añade ruido utilizando bloques de la biblioteca Modelica.Noise.

Este modelo analiza las tensiones que experimenta un recipiente a presión debido a la expansión y contracción de gases. Las características de diferentes gases están incorporadas, tomadas de la biblioteca Modelica.Media.

Un trampolín es un aparato recreativo que consiste de tejido estirado entre un marco metálico utilizando numerosos resortes. Sin embargo, puede ser peligroso utilizarlo si la persona que está saltando pierde el control y cae. En este ejemplo analizará la dinámica de la persona que salta, modificando parámetros tales como su peso, la inclinación del suelo, y la velocidad inicial de la persona al saltar.

Cuando un tren está en movimiento, las fuerzas que actúan entre los vagones al frenar son muy intensas. Esto desgasta e incluso rompe los acoples entre los vagones. En este ejemplo examinará distintos diseños para los acoples, y al hacerlo aprenderá acerca de los sistemas de resortes y amortiguadores.

El reclutamiento y la capacitación de nuevos empleados deben ser planificados cuidadosamente para evitar escasez o excedentes. Usando este ejemplo, un gerente de recursos humanos o encargado de tomar decisiones puede variar los parámetros de control relacionados con aspectos del proceso de planificación de recursos humanos (PRH) para poner a prueba distintas estrategias de PRH.

Importe un modelo SBML y úselo para estudiar oscilaciones cerca de una bifurcación de Hopf.

Simule una patada de fútbol y un golpe de golf. Pruebe distintos escenarios usando modelos configurables.

Este modelo explora un típico sistema depredador/presa basado en la dinámica de Lotka–Volterra. Este sistema relativamente simple es una buena manera de comenzar a comprender la dinámica de poblaciones.

No todos los rasgos se heredan en autosomas, hay una gran cantidad de rasgos heredados en los cromosomas sexuales. En este ejemplo, explorará cómo se heredan los rasgos en los cromosomas sexuales y cómo esto afecta la proporción de individuos con cada genotipo en la población.

La mayoría de las personas han tenido dolores de cabeza que les impiden concentrarse en sus tareas. En este ejemplo, estudiará cómo el ibuprofeno puede aliviar los dolores de cabeza. Su objetivo será descubrir qué dosis funciona mejor para aliviar el dolor de cabeza sin causar efectos secundarios.

Cuando un gran porcentaje de la población se vuelve inmune a una enfermedad como el COVID-19, se puede considerar que la población está protegida de la enfermedad por la inmunidad de grupo. Esto significa que, aunque el 100 % de la población puede no estar vacunada, una proporción suficiente de la población sí lo está, y la tasa de infección comienza a disminuir. En este ejemplo, investigará el concepto de inmunidad de grupo utilizando el modelo SIR (susceptible, infectado y recuperado).

Use la Interfaz de modelo de simulación funcional (FMI) para exportar un modelo desde System Modeler e importarlo en NI VeriStand para probar un sistema en tiempo real.

Este ejemplo demostrará cómo puede utilizar Model Plug para crear su propio juego de Pong, el cual podrá jugar con controles externos. Si bien este es un ejemplo muy divertido, resalta lo fácil que se vuelve conectar a hardware externo al utilizar la biblioteca Model Plug.

Los circuitos digitales se encuentran en todas partes, desde computadoras personales hasta televisores inteligentes. En este ejemplo, aprenderá cómo funcionan los circuitos digitales y creará algunos circuitos básicos. Finalmente, probará sus circuitos digitales conectándolos a hardware usando Arduinos.

Las reacciones químicas ocurren a diferentes velocidades y varían ampliamente en la rapidez en la que ocurren. Algunas reacciones ocurren muy rápido; por ejemplo, una explosión o la combustión del combustible en un auto de carreras. En este ejemplo, trabajará con la cinética química y el estudio de las velocidades de procesos químicos. Aprenderá a calcular la velocidad, el orden de reacción y la vida media de una reacción.

El modelo clásico de Lotka–Volterra fue propuesto originalmente para explicar las variaciones en las poblaciones de peces en el Mediterráneo, pero desde entonces se ha utilizado para explicar la dinámica de cualquier sistema depredador-presa en el que ciertas suposiciones sean válidas. A continuación exploraremos las oscilaciones de la liebre americana y el lince utilizando System Modeler.

Explore las oscilaciones de la liebre americana y el lince usando componentes creados en Wolfram Language.

Comprenda la importancia de incorporar flexibilidad de mástil en el análisis de cargas de diseño.

La membrana plasmática no solo actúa como una barrera celular, sino que además controla qué entra y sale de una célula. En este ejemplo, explorará el concepto de ósmosis y cómo las concentraciones molares de solutos afectan el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable.

¿Cómo afecta a su cuerpo la comida que consume, y qué tipo de alimentos debería consumir para desarrollar músculo? La mayoría de las personas ha considerado esto al menos una vez. En este ejemplo, explorará cómo sus los alimentos que elige contribuyen al aumento de grasa y músculo.

El modelo mundial es una de las aplicaciones más famosas de la metodología de dinámica de sistemas.

Controle un experimento en tiempo real con entradas de Mathematica.

Controle un experimento en tiempo real con entradas de Mathematica.

Construya un modelo de una máquina de inducción asincrónica con rotor de anillos rozantes.

Construya modelos mecánicos en 2D usando la biblioteca Planar Mechanics. El modelo de motor de pistón bidimensional puede ser animado tanto en 2D como en 3D.

Mida de manera automática el rendimiento de un sistema controlado, como el tiempo de ascenso, tiempo de establecimiento, sobreimpulso y más. En este ejemplo, se puede observar el ascenso, descenso y movimiento en suspensión de un dron.

Modele un tiro libre de fútbol y examine lo que sucede al considerar la resistencia y el efecto Magnus.

Cree una demostración clásica de principios físicos importantes con el péndulo de Newton.

Estabilice el péndulo inestable usando un regulador cuadrático lineal.

La linealización hace que sea posible utilizar herramientas para sistemas lineales para estudiar sistemas no lineales alrededor de un punto de operación. En este ejemplo, se linealiza un péndulo invertido alrededor de su posición vertical. El objetivo es analizar el comportamiento del sistema de péndulo invertido controlado para diferentes longitudes del péndulo.

Los potenciómetros, también conocidos como pots, son componentes eléctricos útiles que permiten a una persona o máquina ajustar directamente el voltaje o la resistencia en una parte de un circuito.

Los efectos giroscópicos han sido una fuente de asombroso ingenio y entretenimiento para muchas personas. Este fenómeno afecta a diversas aplicaciones. El ejemplo más evidente podría ser el helicóptero, el cual se comporta de una manera bastante sorprendente. En este ejemplo exploraremos el concepto de precesión giroscópica.

Las pruebas genéticas son una herramienta importante, no solo en entornos clínicos, sino también en la investigación. En este ejemplo, explorará cómo se manipula el ADN en las pruebas genéticas. Utilizará la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para amplificar una muestra de ADN y luego utilizará electroforesis para diagnosticar a pacientes con enfermedades genéticas.

Al realizar un experimento químico, es útil saber cuánto producto obtendremos al combinar ciertas cantidades de reactivos. Esto es particularmente útil en entornos reales, tales como la producción de sustancias químicas o el análisis químico. En este ejemplo aprenderá a predecir el resultado de una reacción, dados los valores iniciales de reactivos y la relación entre productos y sustratos.

Encuentre una señal de control óptima para un reactor de tanque agitado continuo (CSTR).

Modele y simule pelotas rebotando en el suelo o en una caja, aprovechando el potente manejo de eventos en System Modeler.

Entre todos los medicamentos terapéuticos actualmente utilizados, alrededor del 40-50 % se centran en los mecanismos de los denominados receptores acoplados a proteínas G (GPCR). En este ejemplo, utilizamos la función de importación SBML en Wolfram System Modeler para importar un modelo que describe el comportamiento de los GPCR y las proteínas G en una célula de levadura.

Muchas aplicaciones requieren corriente continua (CC). Sin embargo, transportar corriente continua a través de las líneas de energía tiene varias desventajas en comparación con la corriente alterna (CA). La CA puede ser utilizada en transformadores y permite una conversión y transmisión de energía más eficientes. Para que la electricidad encontrada en los enchufes se use en circuitos de CC, primero debe convertirse en corriente continua. Una forma de hacer esto es mediante el uso de un rectificador de puente de onda completa.

Comprenda cómo solucionar las vibraciones excesivas agregando amortiguación externa a un modelo de turbina.

La regulación alostérica es un objetivo fundamental para los medicamentos, ya que reduce el riesgo de sobredosis y efectos secundarios y puede utilizarse para ajustar procesos farmacológicos. Este modelo estudia una reacción alostérica que ocurre de forma natural: el primer paso en la síntesis de pirimidinas, catalizado por la enzima alostérica carbamoiltransferasa de aspartato (ATCase).

Encuentre la ruta óptima entre dos puntos para un brazo robótico industrial.

Construya un banco de pruebas virtual para investigar los efectos de la fricción seca en una rueda que rueda.

Construya un modelo de una persona haciendo salto en bungee que consista de una masa sujeta a una plataforma por un resorte y un amortiguador.

Modele un satélite mediante una combinación de mecánicas 3D y lógica de control basada en bloques y visualice la trayectoria del satélite.

Diseñe y prototipe mecanismos tales como levas con las capacidades de creación de componentes simbólicos en System Modeler.

Cree un sistema de control para un Segway construido con componentes LEGO Mindstorms NXT.

Cree un sistema de control para un Segway construido con componentes LEGO Mindstorms NXT.

Comprenda un proceso de selección de dosis construyendo modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos.

La selección natural es fundamental para comprender cómo las poblaciones evolucionan a lo largo del tiempo. Ayuda a entender por qué algunos rasgos desaparecen mientras que otros prosperan. En este ejemplo, explorará el efecto que tienen las presiones de selección ambiental en la composición genética de una población.

Modele un proceso bioquímico y estudie cómo funciona la señalización de insulina en células adiposas.

Utilice una válvula de control direccional para dirigir el fluido hacia y desde un cilindro con el propósito de mover una carga a diferentes posiciones especificadas.

Simule el proceso que mantiene niveles saludables de glucosa en sangre en el cuerpo humano después de las comidas.

El modelo SIR o Kermack-McKendrick es un enfoque clásico en la epidemiología matemática para estudiar la propagación de enfermedades infecciosas. En este ejemplo, puede explorar cómo parámetros como la tasa de contacto efectiva afectan la difusión social.

Controle el nivel del agua en una serie de tanques utilizando controladores PI.

Comprenda el funcionamiento de los controladores PI utilizados en un sistema de tres tanques y visualice los tanques.

Comprenda la dinámica de un sistema masa-resorte. Este ejemplo utiliza un teléfono móvil sujeto verticalmente a un resorte para registrar las aceleraciones. Luego se utilizan datos experimentales para calibrar los parámetros del modelo.

Agregar calor puede llevar al flujo de fluido desde una región de alta entropía hacia una región de baja entropía. En este ejemplo veremos cómo la radiación solar puede provocar el flujo de fluido entre un tanque de almacenamiento y un camión cisterna.

Los sumadores binarios son circuitos digitales que a menudo se utilizan en computadoras para operaciones aritméticas básicas. Usando la biblioteca digital en la Biblioteca Estándar de Modelica, hemos construido un sumador de 8 bits que toma dos enteros de 8 bits y calcula su suma.

Los sumadores digitales se utilizan en las unidades de lógica aritmética (ALU), las cuales son un componente fundamental de los CPU y GPU. En este ejemplo, diseñará un medio sumador y un sumador completo, y los combinará para formar unidades sumadoras de cualquier tamaño de bit.

El teorema de la raqueta de tenis o efecto Dzhanibekov establece que, para un cuerpo rígido con tres momentos de inercia únicos, la rotación alrededor del eje intermedio es inestable, mientras que la rotación alrededor de los otros dos ejes es estable. Puede ver este teorema en acción en este ejemplo de una tuerca de mariposa.

El teorema de la raqueta de tenis o efecto Dzhanibekov establece que, para un cuerpo rígido con tres momentos de inercia únicos, la rotación alrededor del eje intermedio es inestable, mientras que la rotación alrededor de los otros dos ejes es estable. Puede ver este teorema en acción en este ejemplo de una tuerca de mariposa.

Modele la propagación de un virus de influenza en una población con componentes de la biblioteca SystemDynamics.

Un problema de control importante es diseñar controladores para sistemas no lineales mediante el control de inversión de modelos. El siguiente ejemplo utiliza un componente InverseBlockConstraints para construir modelos inversos con facilidad . Además utiliza la biblioteca Modelica_Synchronous para discretizar de manera automática el controlador anticipativo (feedforward) no lineal en tiempo continuo.

Modele un péndulo colgando de un mecanismo de manivela deslizante.

¿Le sorprende que su lavadora empiece a vibrar con fuerza a cierta velocidad de rotación? ¿Por qué ocurre esto y qué se puede hacer para evitarlo? En este ejemplo, analizaremos la causa de estas vibraciones y ajustaremos ciertos parámetros para determinar si se pueden minimizar.