MSF-Practica-2

Practica 2: Sistema Respiratorio

Modelado de Sistemas Fisiolgicos. Prctica 2: Sistema respiratorio [Acosta22210407]

Autor

Acosta Berrelleza Kenia Celeste

Ingeniera Biomdica, Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica, Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limn Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., Mxico. Email: correo@tectijuana.edu.mx

Objetivos general

Disear un controlador que permita formular un protocolo de tratamiento para que un paciente con encsema (caso) presente la misma presion alveolar que un individuo sano (control).

Actividades

1. Calcular analiticamente la funcion de transferencia del sistema pulmonar.
2. Establecer el modelo de ecuaciones integro-diferenciales.
3. Determinar el error en estado estacionario y la estabilidad del sistema en lazo abierto.
4. Construir el diagrama de bloques.
5. Disear el controlador con Simulink utilizando el bloque PID Controller y la herramienta Tune para sintonizar los valores ptimos para cada una de las ganancias kP, kI y k_D.
6. Ilustrar el cambio del ujo de aire y el volumen tidal en respuesta a las siguientes formas de onda de presion sinusoidal en la apertura de la va area [Pao(t)]: a) 15 respiraciones por minuto con una amplitud (A) de 2.5 cm H2O, es decir, respiracion
   normal. b) 30 respiraciones por minuto con una amplitud (A) de 1.5 cm H_2O, es decir, respiracion
   elevada o taquipnea.
7. Determinar la respuesta a la funcion sinusoidal [u(t) = Asinwt] en el intervalo t 0, 30, en Python, Simulink y Multisim en lazo abierto y en lazo cerrado con el controlador.
8. Elaborar el diagrama biologico del sistema con BioRender.com.
9. Discutir los resultados obtenidos en la experimentacion in silico y elaborar el reporte de la practica. ## Docente Dr. Paul A. Valle

Posgrado en Ciencias de la Ingeniera [PCI] y Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica [DIEE], Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limn Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., Mxico.

Lecturas

[1] Paul. A. Valle, Syllabus para la asignatura de Modelado de Sistemas Fisiolgicos, Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana, Tijuana, B.C., Mxico, 2025. Permalink: https://www.dropbox.com/scl/fi/4gl55ccrjm9yulvziikxs/Modelado-de-Sistemas-Fisiologicos.pdf

[2] M. C. Khoo, Physiological Control Systems Analysis Simulation, and Estimation, 2nd ed. Piscataway, New Jersey, USA: IEEE Press, 2018.