Introducción a los sistemas dinámicos

Los sistemas dinámicos son modelos matemáticos de sistemas que varían a lo largo del tiempo. Se describen mediante una serie de variables (cuyo valor en un instante determina el estado del sistema), y un conjunto determinista de reglas que establecen cómo será el siguiente estado futuro a partir del actual (por ejemplo, mediante un sistema de ecuaciones diferenciales de las variables que describen el sistema dinámico). Se utiliza software de simulación para simular el comportamiento de sistemas representados por modelos matemáticos. La evolución en el tiempo de un sistema dinámico se simula calculando los valores de los estados del sistema dinámico en cada paso de la simulación mediante la utilización de algoritmos de resolución numéricos basados en tiempo o en eventos. El software de simulación normalmente incluye herramientas de visualización para examinar la evolución de los estados del sistema dinámico durante la ejecución de la simulación.

Los ingenieros y científicos emplean software de simulación por varios motivos:

• A menudo es más fácil, más económico o más seguro crear y simular un modelo matemático de un sistema real que crear y probar un prototipo físico.
• Si el sistema físico aún no está disponible, es posible modelizarlo con mayor o menor fidelidad como un sistema dinámico, que se podrá simular para explorar diferentes opciones de diseño.
• Si se diseña software de control para dispositivos físicos, y una vez esté disponible el sistema real, es posible reducir el esfuerzo dedicado a pruebas con dichos dispositivos gracias al trabajo previo realizado con los modelos matemáticos.

Para obtener más detalles sobre software de simulación de sistemas dinámicos basado en tiempo, véase Simulink. Para la simulación basada en eventos, véase Simevents. Para aprender acerca de la modelización y simulación de sistemas físicos (eléctricos, mecánicos, hidráulicos, etc), veáse Simscape. Para la modelización y simulación de sistemas biológicos, véase SimBiology.