Controlo de Biossistemas

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José Álvaro Nunes Pombo
Código:
13415
Ano:
3
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(30H)/T(30H)
Área Científica:
Ciências Biomédicas
Tipo de ensino:
Presencial
Estágios:
Não aplicável.
Objectivos de Aprendizagem:
O objetivo desta unidade curricular é fornecer aos alunos de 1º ciclo de Ciências Biomédicas os conceitos fundamentais do controlo de sistemas fisiológicos presentes no corpo humano.
- Saber discutir as diferenças entre o controlo de sistemas em engenharia e o controlo de sistemas fisiológicos.
- Compreender e os conceitos fundamentais e analisar os modelos matemáticos de sistemas, bem como a sua correlação com os sistemas físicos.
- Saber analisar os sistemas quanto às suas propriedades, bem como compreender a utilidade dessa análise também no domínio do tempo.
- Compreender e saber aplicar as técnicas de análise em regime estacionário de sistemas com realimentação.
- Saber analisar os sistemas no domínio do tempo e discutir o efeito na dinâmica dos sistemas conforme a sua realimentação.
- Compreender e saber aplicar as técnicas de análise da estabilidade de sistemas.
Conteúdos programáticos:
1. Introdução
1.1 Bases de sistemas de controlo linear
1.2 Controlo em Engenharia versus Controlo de Biossistemas
2. Modelação matemática
2.1 Modelação de sistema físicos
2.2 Combinação entre modelos e sua simplificação
2.3 Princípio da sobreposição
2.4 Modelos em Biossistemas
2.5 Resposta no tempo e convulsão linear
2.6 Análise em espaço de estados
2.7 Simulação com Matlab/Simulink
3. Análise estática
3.1 Introdução
3.2 Sistemas em cadeia aberta/fechada
3.3 Regime em estado estacionário
3.4 Análise em regime estacionário
3.5 Problemas de Aplicação em Biossistemas
4. Análise no domínio do tempo
4.1 Mecânica do Sistema: cadeia aberta versus cadeia fechada
4.2 Análise de sistemas de primeira e de segunda ordem
4.3 Resposta à entrada escalão
5. Análise de estabilidade
5.1 Estabilidade e resposta transitória
5.2 Traçado geométrico das raízes
5.3 Análise de estabilidade do reflexo da pupila à luz
Bibliografia principal:
[1] KHOO, Michael CK. Physiological control systems: analysis, simulation, and estimation. John Wiley & Sons, 2018.
[2] Ogata, K. Modern control engineering (Vol. 5). Upper Saddle River, NJ: Prentice hall, 2010.
[3] Dorf, Richard C. , Bishop, Robert H. – Modern Control Systems – 12th Edition, Pearson, 2010.
[4] Chappell, M., and S. J. Payne. Physiology for Engineers. New York: Springer, 2020.
[5] NISE, Norman S. Control systems engineering. John Wiley & Sons, 2020.
Língua:
Português