MSF-Practica-2

Practica 2: Sistema Respiratorio

Modelado de Sistemas Fisiológicos. Práctica 2: Sistema respiratorio [Perez22210425]

Autor

Perez Castillo Natalie Jaqueline

Ingeniería Biomédica, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limón Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., México. Email: correo@tectijuana.edu.mx

Objetivos general

Diseñar 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. Diseñar el controlador con Simulink utilizando el bloque PID Controller y la herramienta Tune para sintonizar los valores Ûptimos para cada una de las ganancias kP, kI y k_D.
6. Ilustrar el cambio del áujo de aire y el volumen tidal en respuesta a las siguientes formas de onda de presion sinusoidal en la apertura de la vÌa aÈrea [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 Ingeniería [PCI] y Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica [DIEE], Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limón Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., México.

Lecturas

[1] Paul. A. Valle, Syllabus para la asignatura de Modelado de Sistemas Fisiológicos, Tecnológico Nacional de México/IT Tijuana, Tijuana, B.C., México, 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.