Modelo y control de un sistema físico [cerrado]

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Supongamos que tengo un sistema físico (conjunto de elementos que interactúan) que quiero controlar.

Lo mejor que podemos hacer para comprender este sistema físico y, por lo tanto, controlarlo, es modelarlo.
Terminamos entonces con ecuaciones matemáticas (ecuaciones probablemente diferenciales) que podemos transformar en función de transferencia o espacio de estado, por ejemplo.

En estas ecuaciones matemáticas, hay algunas variables que pueden ser controladas por el usuario, por naturaleza, y otras que no pueden ser controladas directamente.
Aquellos que pueden ser controlados podemos llamar a las posibles entradas.

Mi pregunta es, ¿qué es lo que hace que algunas variables de un sistema puedan ser controladas y otras no? Si todos se comportan igual en las ecuaciones matemáticas, ¿qué los diferencia con respecto a esta capacidad de control?

Por ejemplo, Supongamos que tenemos el sistema físico simple: un objeto con masa m.

Lo modelamos por f = ma y luego tenemos 4 variables posibles, f, a, v y position.

Aunque todos están acoplados, por sentido común, parece que la única variable posible sobre la que puedo ejercer control directo es la fuerza. Por qué esto es tan ? ¿Por qué no podría elegir a para ser la entrada y dejar que f sea la variable controlada? ¿Qué dicta que f es la única variable posible que puedo manipular (la entrada)?
Las ecuaciones matemáticas y la física no nos dicen eso. Podría venir algo de la mente de otro universo y cada vez que vea este modelo f = ma de un objeto físico que contiene estas variables, "a" y "f" tendrían todo el derecho de pensar que él podría elegir manipular la aceleración directamente o la fuerza directamente , sin saber que solo es posible manipular la fuerza directamente.
  ¿Qué le informaría que, en realidad, es solo experiencia?

Muchas gracias

    
pregunta nerdy

2 respuestas

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El último factor de control es tu imaginación y la aplicación de leyes conocidas de la física en nuestro universo aquí en la macro-superficie newtoniana de la Tierra. Una vez que entras en el espacio exterior, entras en Einstein pensando en la relatividad especial que arroja a Newton por la ventana. Luego, entrando en el micro-mundo de dentro del átomo de la mecánica cuántica, arroja por la ventana la teoría especial de la relatividad de Einstein. Si se demuestra la teoría de cuerdas, arrojará la mecánica cuántica por la ventana. Existen fuerzas en la naturaleza que aún no se saben qué son en realidad, pero se pueden medir, predecir e incluso utilizar a nuestro favor, como la electricidad, la luz, el calor, la gravedad y la radiación electromagnética. Nadie sabe qué son exactamente, ya que no podemos construir un microscopio más pequeño de lo necesario para observar estos fenómenos, así que ten en cuenta que lo que puedes influir directamente causa una influencia indirecta en pensamientos abstractos como la aceleración o el calor, como un ejemplo de tu pregunta. Entonces, en esencia, conténtate con lo que puedes influir directamente y conocedor de lo que eres responsable indirectamente. Los números son solo creación humana para ser usada como una muleta para tratar de entender lo incomprensible. Cuanto más sé, más me doy cuenta de lo mucho que no sé. Una respuesta breve sería aprender y conocer las leyes de la física, ya que no son solo buenas ideas.

    
respondido por el user49219
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No estoy seguro de por qué obtuviste tantos votos negativos, aparte de que quizás estás haciendo una pregunta general en lugar de un problema electrónico específico y tu comprensión de la física es un poco confusa.

La fuerza viene en muchas formas en la física porque la masa se puede acelerar de muchas maneras diferentes. Además de la forma en que se aplica esto (como campos eléctricos, campos de escritura, etc.), la fuerza también se puede aplicar de manera lineal, no lineal, variante de tiempo, etc. En su ecuación F = ma. Hay 3 variables (y una oculta, tiempo) y múltiples dimensiones. Así que hay muchos parámetros que contribuyen a la complejidad de un sistema.

Los sistemas inestables se pueden estabilizar encontrando un método para mantener el sistema operando en un estado casi estable. Encontrar el método suele ser difícil.

Para abordar este problema, primero debe comprender la teoría de control para sistemas simples con comentarios simples:

Luegocontinúecon Teoría de control no lineal . La robótica, la física del plasma y otros se benefician enormemente del análisis de control no lineal.

Ambos temas están muy bien documentados y hay muchas fuentes de información sobre ellos en Internet.

    
respondido por el user6972

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