Sistema de un emulador

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sistemas dinamicos
  Sistema: emulación de un sismo a escala mediante una mesa sísmica (sistema mecánico). Cuadro comparativo con un sistema hidráulico. Objetivo: -  Aplicar los conocimientos necesarios para modelar, analizar y simular sistemas dinámicos de cualquier de diferente naturaleza, entre los que se incluyen sistemas híbridos y de procesos, mediante diferentes métodos de presentación.   - Proponer y analizar un sistema dinámico físico (mecánico), en donde se presente sus elementos y ecuaciones que rigen dicho sistema.   - Hacer una breve y descriptiva analogía con otro sistema (hidráulico) Descripción gráfica del sistema: Fig. 1. Emulador de Sismos a Escala. SANCHEZ AMILCAR, 2015  Descripción textual del sistema. El presente sistema es un emulador de sismos a escala (fig. 1.), en donde la señal sísmica es producida mediante un actuador que está compuesta por un motor de corriente directa, acoplada a un piñón-cremallera. Todo el sistema de control convierte la señal del computador (que puede ser desde un software de control, por ejemplo matlab) a una tarjeta de adquisición de datos (DAQ, por ejemplo una tarjeta arduino). En la DAQ se convierte la señal binaria del computador y la convierte en una señal analógica o digital en mV, mA, mW, que entra en el amplificador del motor DC y esta la aumenta para poder generar una cierta potencia de giro en RPM. Después de tratar la señal del controlador pasa a la etapa del actuador, en donde está compuesta por un piñón y esta trasmite la velocidad angular del motor a una velocidad lineal. Desde el computador sé propone una señal deseada (lineal, sinusoidal, aleatoria, etc), en donde el sistema de control debe generar y seguir, y es donde el sensor óptico capta la señal o el desplazamiento final, este sensor compara los datos de la señal captada (que va del DAQ hacia el computador) con la señal de entrada deseada, es decir, este sensor es el dispositivo de retroalimentación. Es importante describir que el sistema de la mesa, está sometida a varias fuerzas por elementos que estas presentes en el sistema, una de ellas son: la fuerza del resorte, fuerza de fricción, otras fuerzas mecánicas (piñón-cremallera) que retrasan al proceso. El elemento de resorte únicamente se está usando para mantener o regresar en equilibrio a la mesa sísmica, el elemento de amortiguación es causado por el contacto del riel con la mesa sísmica para su desplazamiento. Por lo tanto la caracterización de todo el sistema del emulador, se basa en un movimiento de resorte amortiguado (MRA) Análisis de sistema. Diagrama de bloques. COMPUTADOR Xd, señal deceada e DA AMPLIFICADOR ACTUADOR ENGRANE MRA SENSOR OPTICO CREMALLERA COMPUTADOR DAC U (t), energía agregada mV, mA V, A, P Fuerza Señal, X W, velocidad angular V, velocidad CONTROLADOR Xi  Delimitación del sistema: MRA + U (t). La variable a controlar es el desplazamiento de la señal deseada (lineal, sinusoidal, aleatoria, etc.).   Tabla descriptiva del sistema. Caso de estudio: Emulación de un sismo a escala mediante una mesa sísmica (sistema mecánico). Cuadro comparativo con un sistema hidráulico. sistema Ecuación característica o general del sistema. Elemento Elemento Imagen. Ley que rige el elemento ecuación Se Sf Mecánico  ̈ + ̇ + = ()  C Resorte. Que esta acoplada a la mesa sísmica, cuyo objetivo es regresar la mesa a su punto de equilibrio Ley de Hooke.    =    () . Energía agregada por el computador, DAC, al motor. Seguimiento de la señal sísmica deseada.     R Amortiguador: se presenta en el contacto de los rieles con la mesa sísmica. Ley de la fricción seca.    =  ̇  I Masa: la masa total de la mesa. 2° Ley de Newton.   ∑ =  ̈    Analogía con un sistema hidráulico. Caso de estudio: Emulación de un sismo a escala mediante una mesa sísmica (sistema mecánico). Cuadro comparativo con un sistema hidráulico. sistema Elemento Se Sf sistema Elemento Se Sf Mecánico C Resorte. Que esta acoplada a la mesa sísmica, cuyo objetivo es regresar la mesa a su punto de equilibrio U (t) Xd Hidráulico C Es la energía almacenada en un líquido cuando este se almacena en forma energía potencial provocada por una carga hidráulica .   Energía de bomba hidráulica   Altura de líquido de tanque   R Amortiguador: se presenta en el contacto de los rieles con la mesa sísmica. R Resistencia hidráulica: Es la oposición de un fluido a fluir a través de un elemento (accesorio de tubería) que modifique la velocidad, presión o caudal del flujo.   Inercia
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