MATLAB y Simulink ofrecen herramientas analíticas, numéricas y aplicadas para estudiar y diseñar diversos sistemas de ingeniería mecánica y aeroespacial. Sus flujos de trabajo prácticos para resolver problemas de ingeniería fundamentales y su amplia adopción en la industria permiten que profesionales del ámbito académico puedan trasladar habilidades de resolución de problemas de ingeniería fundamentales a soluciones de ingeniería aplicadas para sistemas complejos.
Ejemplos académicos e industriales
Plataforma educativa optimizada
MATLAB y Simulink ofrecen diversos flujos de trabajo educativos para facilitar la enseñanza de asignaturas de nivel básico y avanzado.
- MATLAB Live Editor ofrece un entorno unificado para explicar, codificar, analizar, generar informes y crear scripts en vivo.
- Las apps generan explicaciones y análisis enfocados en sistemas y temas específicos.
- MATLAB Online y MATLAB Mobile amplían el acceso y alcance.
- MATLAB Grader proporciona calificaciones y comentarios automáticos a gran escala.
- MATLAB Copilot incorpora prestaciones de IA generativa para desarrollar y ayudar en la creación de código en el entorno de MATLAB Desktop.
Enseñanza de conceptos básicos
MATLAB y Simulink permite al personal docente centrarse en la enseñanza de temas y conceptos básicos de ingeniería mecánica. Symbolic Math Toolbox permite presentar y derivar descripciones teóricas de sistemas y fenómenos, lo que facilita la comprensión teórica de sus estudiantes más allá de sistemas canónicos simples. Sus estudiantes pueden examinar y analizar diversos sistemas sirviéndose de las prestaciones ampliadas de MATLAB para análisis numérico, y Simulink para modelado y simulación.
Recursos
Preparación y práctica para sistemas de ingeniería
MATLAB, Simulink y más de 100 productos complementarios ofrecen una plataforma para analizar sistemas complejos del mundo real, y diseñar productos y servicios en distintos sectores. La familiaridad y conocimiento de sus estudiantes se reflejan directamente en las cualificaciones y experiencia que necesita cada sector.
Recursos
- Aeroespacio y Defensa
- Automoción
- Producción de energía
- Maquinaria y automatización industriales
- Recursos ampliados para diseñar EV, UAV y sistemas de energías renovables
Métodos fundamentales para modelado físico
Los equipos de ingeniería mecánica emplean una extensa variedad de enfoques de modelado, y tienen en cuenta factores como dependencia de principios físicos fundamentales, datos disponibles sobre el comportamiento del sistema y fidelidad requerida de los modelos. Se sirven de MATLAB y Simulink para desarrollar modelos basados en primeros principios, y utilizan solvers avanzados adecuados para sistemas continuos, discretos y basados en eventos. Estos productos también ofrecen prestaciones ampliadas para integrar modelos y componentes procedentes de múltiples fuentes. Los equipos de ingeniería pueden utilizar metodologías basadas en datos para identificación de sistemas, análisis estadístico y aplicaciones de Machine Learning o Deep Learning.
Soluciones destacadas
Simscape para ingeniería mecánica
Con Simscape, los equipos de ingeniería mecánica pueden modelar sistemas basados en componentes físicos y su red física de conexiones. Pueden modelar sistemas multifísicos con bloques en distintos dominios, como mecánicos, multicuerpo, rotacionales y traslacionales, térmicos y de fluidos, electrónicos, mecatrónicos y de almacenamiento de energía de baterías. Simscape ofrece librerías extensas con componentes prediseñados con diversos niveles de fidelidad. Los equipos de ingeniería pueden agregar nuevos componentes basados en ecuaciones implícitas que definen su comportamiento. Desde visualización en 3D de sistemas multicuerpo hasta registro o representación gráfica de variables principales y derivadas, Simscape permite un mayor análisis y comprensión de sistemas físicos.
Soluciones destacadas
- Modelado de sistemas físicos con Simscape (57:25)
- Sistema masa-resorte-amortiguador simple y doble en Simulink y Simscape
- Ejemplos de modelado físico
- Introducción al modelado físico con Simscape
- Simscape Results Explorer
Combinación de física y datos
MATLAB y Simulink ofrecen una plataforma unificada que permite combinar datos y física para modelar sistemas físicos complejos. Los equipos de ingeniería pueden realizar estimación de parámetros para ajustar la respuesta de un sistema con parámetros desconocidos para que coincida con el comportamiento del sistema físico. Pueden crear modelos de orden reducido (ROM) para aprovechar grandes volúmenes de datos procedentes de experimentos o simulaciones de alta fidelidad en diseño en nivel de sistema, crear sensores virtuales o acelerar procedimientos de control y prueba. Con métodos de Machine Learning científico (SciML), como redes neuronales basadas en la física, pueden integrar leyes físicas en métodos basados en datos, lo que mejora la precisión y generalización de los modelos.
Soluciones destacadas
Diseño de ingeniería e implementación integrales
MATLAB y Simulink permiten realizar diversos pasos de diseño de ingeniería e implementaciones de productos y servicios con diseño basado en modelos e ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE). Un hilo digital unifica el ciclo de diseño. Abarca captura de requisitos de partes interesadas, diseño de arquitectura del sistema, subsistemas y componentes. Además, incluye la implementación de hardware y software, junto con su verificación y validación a través de pruebas.
Soluciones destacadas
Optimización para diseños optimizados
MATLAB y Simulink ofrecen un amplio conjunto de funcionalidades para resolver sistemas diferenciales y algebraicos, además de métodos de optimización clásicos y avanzados. Los equipos de ingeniería también pueden utilizar diversas herramientas para diseño de experimentos y cálculo paralelo para facilitar el diseño de sistemas complejos.
Soluciones destacadas
Conexión con otras herramientas y entornos
Los equipos de ingeniería pueden integrar MATLAB con lenguajes de programación como C/C++, Java®, Python® y Fortran®. También pueden utilizar código de MATLAB, C/C++, Fortran y Python directamente en Simulink. La cosimulación de Simulink con herramientas de terceros está disponible mediante interfaces de FMU y funciones S. Pueden desplegar aplicaciones de MATLAB y Simulink en otros entornos en forma de programas ejecutables, apps, FMU y componentes de software.
Soluciones destacadas
Integración de hardware
En MATLAB y Simulink, la generación automática de código garantiza una transición fiable y repetible de modelado, simulación y pruebas de software a integración de hardware. Los equipos de ingeniería mecánica pueden desarrollar rápidamente prototipos compatibles con una amplia variedad de microcontroladores, placas de pruebas, chips programables (FPGA, SoC y ASIC), unidades de procesamiento (CPU, GPU), sistemas embebidos, PLC y equipos objetivo en tiempo real. Pueden realizar una transición fluida de model-in-the-loop (MIL) a hardware-in-the-loop (HIL) y sus variaciones para verificación y validación.
Para capturar datos de hardware, existen toolboxes de prueba y medición que permiten establecer conexión con equipos y sensores de medición. Se admiten múltiples protocolos de instrumentación (I2C, SPI y Bluetooth SPP) y de comunicación industrial (OPC UA, Modbus y MQTT).
Soluciones destacadas
- Productos para generación de código
- Conexión de MATLAB y Simulink con hardware
- Soporte de MATLAB y Simulink para Arduino® y Raspberry Pi®
- Introducción a hardware-in-the-loop (HIL)
