MATERIA DE SIMULACION

Transcripción

1 NOMBRE DEL PROYECTO: Simulador de un mecanismo de cuatro barras 2 Fecha de elaboración: 16/11/17 Versión: 1.3 Grupo: 9F2B Proyecto: Individual Grupal Nombre del equipo: Hipnos&Tánatos Participantes 1. Aragón Pardo Felipe Gimel Caracterización del modelo Icónico Análogo Simbólico Determinístico Estocástico Estático Dinámico Continuo Discreto Combinado Matemático Análogo 1. Formulación del problema Especificación de los objetivos claros y concretos del proyecto. Crear un programa que permita simular un mecanismo de cuatro barras. El simulador deberá permitir: 1. Variar las longitudes de los eslabones (Esb1, Esb2, Esb3, Esb4). 2. Variar la posición del mecanismo. 3. Calcular la velocidad de cada uno de los eslabones. 4. Calcular la aceleración de cada uno de los eslabones. 5. Variar la velocidad de entrada del mecanismo. 6. Variar la aceleración angular de entrada del mecanismo. 7. Calcular en diferentes puntos de cada eslabón la velocidad y aceleración.

2 2. Definición del sistema Determinación del tipo de sistema (dinámico, estocástico etc.). Descripción de las variables y las interacciones lógicas entre ellas, tomando en cuenta las restricciones del sistema. Intervalos de las variables utilizadas, Limites de espacio de trabajo, etc. Se determina en función de la etapa 1. Icónico: Representación física de algunos objetos, ya sea en forma idealizada o en escala distinta. Determinístico: El sistema no contiene ningún elemento aleatorio. Dinámico: El valor de las variables de estado se modifican en el tiempo. Continuo: Las variables de estado cambian de forma continua con el paso del tiempo. Matemático: Emplea algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones. 3. Formulación del modelo (Data Model) Definición del modelo de datos lógico-matemático que defina en forma exacta las relaciones entre las variables; debe ser una definición sencilla pero completa del sistema. El Data Model debe definirse en el documento y puede guardarse en el disco para conservar el documento. Se determina en función de las etapas 1 y 2. Incluye diagrama UML del Data Model. 1. Componentes del mecanismo: a) Valores de entrada: velocidad angular (ω), aceleración angular (α), longitud estabón 1, longitud estabón 2, longitud estabón 3, longitud estabón 4 y un ángulo de entrada (θ). b) Eslabón 1 (Bancada) c) Eslabón 2 (Manivela) d) Eslabón 3 (Acoplador) e) Eslabón 4 (Manivela) 2. Un eslabón podrá tener velocidad angular, aceleración angular, longitud y un ángulo; a excepción del eslabón 1 que solo podrá disponer de longitud y ángulo θ = El mecanismo tendrá 7 entradas (α 2, ω 2, d 1, d 2, d 3, d 4, θ) y 4 salidas (α 3, ω 3, α 4, ω 4 ). 4. Los valores de entrada del mecanismo serán dados por el usuario. 5. Cada eslabón tendrá una función de transferencia a excepción del Eslabón 1 (bancada). 6. Un punto de conexión solo podrá conectar dos eslabones. 7. El Eslabón 1 (bancada) tendrá una posición fija respecto al eje y, tendrá como único dato de entrada la longitud (d1). 8. El Eslabón 2 podrá tener 4 valores de entrada: velocidad angular (ω), aceleración angular (α), longitud (d2) y ángulo de entrada θ. 9. El Eslabón 3 solo dispondrá como valor de entrada la longitud (d3). El Eslabón 3 recibe los datos de salida de la función de transferencia del Eslabón 2 y en base a esas entradas

3 proporciona valores a la función de transferencia del Eslabón El eslabón 4 tiene como único dato de entrada la longitud (d4). 11. Los eslabones 3,4 tendrán velocidad angular (ω 3, ω 4 ) y aceleración angular (α 3, α 4 ) respectivamente. 12. Las longitudes deberán ser diferentes de cero. 13. Cuando el Eslabón 2 alcance su desplazamiento angular máximo cambiar su sentido de giro angular. 14. El sentido de giro inicial del Eslabón 2 será definido por el sentido de la velocidad angular (sentido horario positivo y sentido antihorario negativo) dado por el usuario. 15. El usuario podrá ingresar los valores de entrada por medio de una Ventana de dialogo. 16. El modelo contara con un Menú.

4 4. Colección de datos Compilación de datos e información del sistema a estudiar (entrevistas, encuestas, cuestionarios, observaciones, estado del arte). Definición de cómo trabaja, mostrando y obteniendo un modelo conceptual. Completa la definición del modelo de la etapa 3. Para el modelo del mecanismo de cuatro barras no se presentan relaciones estadísticas por lo que la colección de datos no es significativa. 5.Implementación del modelo en la computadora Implementación de los objetos, las relaciones entre ellos y los eventos que alteran el estado de los objetos. Definición completa de la interfaz (puede incluir diagramas, tablas y dibujos). Determina la ergonomía del programa (como el usuario interactúa con el Data Model). Definición clara y precisa de todo el funcionamiento del modelo. Esta etapa debe generar una descripción completa del programa a desarrollar. Se implementa de acuerdo a lo determinado en el punto 3. A cada funcionalidad se le debe de asignar un autor. Eventos a tratar: 1. Click derecho para abrir ventana de dialogo. 2. Click izquierdo para iniciar simulación del comportamiento para del mecanismo. 3. Tecla ESCAPE para detener la simulación desde el teclado. Descripción de la funcionalidad Autor DATA MODEL 1 Estudio de los eslabones Felipe Gimel Aragón Pardo 2 Determinación de las características temporales Coral Guzmán Parrilla 3 Diseño de Data Model Coral Guzmán Parrilla 4 Elaboración del diagrama UML Felipe Gimel Aragón Pardo DISEÑO DE LA INTERFAZ 5 Concepción de cuadro de diálogos Coral Guzmán Parrilla Felipe Gimel Aragón Pardo 6 Diseño de eslabones Coral Guzmán Parrilla 7 Diseño de la bancada en bitmap Coral Guzmán Parrilla 8 Diseño del espacio de trabajo Felipe Gimel Aragón Pardo PROGRAMACIÓN 9 Desplazamiento de los eslabones Felipe Gimel Argón Pardo 10 Ventanas de dialogo Coral Guzmán Parrilla 11 Calculo de las salidas (velocidad & aceleración) Coral Guzmán Parrilla Felipe Gimel Aragón Pardo SIMULACIÓN 12 Simulación del mecanismos Felipe Gimel Aragón Pardo EDICIÓN 13

5 6. Verificación Exploración exhaustiva del modelo. Experimentación con el modelo. Se prueban todos los casos y comportamientos descritos en el punto 5. Para la verificación del modelo se realizan pruebas que comprueban las velocidades angulares y aceleraciones angulares introduciendo diferentes valores en las entradas del sistema comparándolas con ecuaciones ya establecidas para mecanismos de cuatro barras. El modelo se presentará a usuarios (alumnos de la materia de mecanismos I y II) de la carrera de ingeniería mecatrónica e ingeniería mecánica con la finalidad de conocer sus observaciones. 7. Validación Demostración de la respuesta del modelo. Demostrar la ausencia de errores sistemáticos y/o aleatorios. Validación conceptual, validación de algoritmos, validación de códigos informáticos y validación funcional. Se determina en función de las etapas 3 y 5. Para la verificación del modelo en base a lo especificado en la etapa de formulación del modelo e implementación del modelo en la computadora con la finalidad de detectar las posibles fallas del modelo y poder darles una solución mejorando el modelo. 8. Diseño de experimentos El conjunto de procedimientos que se utilizan para generar datos numéricos de un programa. Permite investigar los efectos de las variables de entrada sobre una variable de salida. Corridas, o pruebas, en las que se realizan cambios intencionales en las variables de entrada. Se determina en función de las etapas 3 y Se les asignaran valores aleatorios a las variables de entada. Permitiendo la observación del comportamiento de los elementos del mecanismo de cuatro barras. 2. Se le proporcionara al maestro encargado de la materia de mecanismos II el acceso al modelo para que realice las corridas o pruebas que desee poniendo a prueba el funcionamiento del modelo. 3. Se cotejarán resultados de tres pruebas obtenidos por el simulador del modelo con valores diferentes mediante el método analítico realizado manualmente.

6 9. Experimentación Procedimiento de pruebas en el que se van modificando, eliminando o introduciendo las variables que tienen influencia en el comportamiento del proceso estudiado. Proceso de análisis de sensibilidad de las variables significativas. Se realiza en función de la etapa 8. Como responsables de la experimentación los autores probaran todos los casos especificados en el paso Diseño de experimentos. De ser necesario de realizaran las correcciones o ajustes al programa. 10. Interpretación En esta etapa se analiza la sensibilidad del modelo con respecto a los parámetros que tienen asociados la mayor incertidumbre. Se determina en función de la etapa 9. La respuesta del Simulador de un mecanismo de cuatro barras 2 es satisfactoria y cumple con los requisitos establecidos; se logra apreciar de manera gráfica la simulación de un mecanismo de cuatro barras, así como los resultados de las variables de salida arrojados por el programa en función de las variables de entrada. 11. Documentación Elaboración de la documentación técnica y manuales de usuario. La documentación técnica debe contar con una descripción detallada del modelo y de los datos. Incluye una evolución histórica de las distintas etapas del desarrollo del modelo. Se determina en función de todas las etapas del proyecto. 1. Documentación técnica 2. Manual de usuario 12. Cronograma El desarrollo del proyecto debe de llevar una calendarización. Cada funcionalidad debe de figurar en el orden de realización con su autor. Se sugiere utilizar MS Project para planificar la realización de las funcionalidades. 1. Detalles del diagrama de Gantt 2. Diagrama de Gantt

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