Tema 3. Modelado de sistemas físicos

Documentos relacionados
ANÁLISIS DE SISTEMAS LINEALES SISTEMA. Posee ESTRUCTURA. Figura 1.1: Definición de Sistema

PROBLEMAS DE GENERADORES SINCRÓNICOS. Asignatura : Conversión Electromecánica de la Energía. Fecha : Agosto Autor : Ricardo Leal Reyes.

UNIDAD 1: Principios De La Corriente Alterna.

PROBLEMAS DE MOTORES SINCRÓNICOS. Asignatura : Conversión Electromecánica de la Energía Fecha : Agosto-2003 Autor : Ricardo Leal Reyes

Transformadas de Laplace

EJERCICIOS DE CINEMÁTICA PARA REPASAR

GUÍA VI: MÁQUINAS SINCRÓNICAS

GUÍA V : MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

5. CINÉTICA DEL CUERPO RÍGIDO

METODO DEL ESPACIO DE ESTADO

Un sistema mecánico está conformado por los elementos siguientes: Elementos Representación gráfica Ecuación fundamental

GUÍA V : MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

Tema 3. Circuitos Resistivos

= = = 13.7 = 12.8 = = (Regla de la cadena)

Apuntes Transformada de Laplace (MAT023)

1.- Cálculo del coeficiente de autoinducción.

Titulación de ácido fuerte-base fuerte

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES T R U J I L L O - V E N E Z U E L A LABORATORIO DE FISICA I/11. PRACTICA Nro. 8 MASA INERCIAL Y GRAVITATORIA.

ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES Clasificación, formas y problemas bien planteados. Por Guillermo Hernández García

Profesora Anna Patete, Dr. M.Sc. Ing. Escuela de Ingeniería de Sistemas. Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.

3. FUNCIONES VECTORIALES DE UNA VARIABLE REAL

La máquina de corriente continua

Estructura y Tecnología de Computadores (ITIG)

PROBLEMAS DE RODADURA EJEMPLOS SELECCIONADOS

1. Breves Apuntes de la Transformada de Laplace

FÍSICA I CAPÍTULO 6: CINEMÁTICA III

Circuitos de Corriente Continua

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS VERSION 1 PRIMERA EVALUACION CURSO NIVEL CERO B VERANO 2012

Tema 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

f (t) dt Veamos primero el caso en que uno de los límites es infinito: si b =, entonces se define f (t) dt = lím

CONTROL DE PROCESOS FACET UNT TEMA 1 Nota Auxiliar B ÁLGEBRA DE BLOQUES

Grado en Biología Tema 3 Integración. La regla del trapecio.

Tema 1: Introducción y fundamentos matemáticos. Parte 3/4 Vectores en física I: Definiciones y propiedades

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

1. MAGNETISMO. 1.1 Campo magnético. Inducción

Estabilidad de los sistemas en tiempo discreto

f s1 Para no entrar en ninguna banda prohibida, las nuevas especificaciones que tendremos en cuenta serán y. (+1p)

Automá ca. Ejercicios Capítulo2.DiagramasdeBloquesyFlujogramas

El Teorema Fundamental del Cálculo

3. El logaritmo de una potencia cuya base es igual a la base del logaritmo es igual al exponente de la potencia: Log a a m = m, ya que a m =a m

Bloque II: Equilibrios Químicos. Profesor: Mª del Carmen Clemente Jul

DETERMINANTES K K. A cada matriz n-cuadrada A = (a ij ) se le asigna un escalar particular denominado determinante de A, denotado por det (A), A o = K

Corriente eléctrica. 1. Corriente eléctrica: Intensidad y densidad de corriente. 2. Ley de Ohm. Resistencia. Conductividad eléctrica.

Introducción a la geometría diferencial

Plataforma de Control Para Motor de Imán Permanente

SISTEMAS DINÁMICOS IEM2º - Modelos de Sistemas Mecánicos PROBLEMAS

SEGUNDO PARCIAL - Física 1 30 de junio de 2010

Curvas en el plano y en el espacio

Curvas en el espacio.

FUNDAMENTOS DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL. 6ª RELACIÓN DE PROBLEMAS.

EJERCICIOS DE TEORÍA DE CONTROL AUTOMÁTICO SISTEMAS CONTINUOS (II)

DINÁMICA Y LAS LEYES DE NEWTON

Apellidos: Nombre: Curso: 1º Grupo: C Día: 10 - XI- 14 CURSO Resuelve las siguientes ecuaciones y comprueba las soluciones obtenidas:

2. Derivada: tangente a una curva. Los teoremas de Rolle y Lagrange.

Curvas en el plano y en el espacio

Integración de funciones reales de una variable real. 24 de octubre de 2014

ÓPTICA GEOMÉTRICA. ; 2s s 40 + =

Descomposición elemental (ajustes por constantes)

MOTORES DE C.C. Y C.A.

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA NÚMEROS COMPLEJOS. Miguel Angel Rodríguez Pozueta

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Nº

3.5.1 Trasformada de Laplace de la función escalón unitario

El clásico problema del bloque y la cuña, pero esta vez no tan clásico... Santiago Silva y Guillermo Paredes.

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. Electromagnetismo

Fundamentos Matemáticos de la Ingeniería. Tema 9: Cálculo integral de funciones de varias variables Curso

Función Longitud de Arco

LÍMITES CONCEPTO INTUITIVO DE LÍMITE

respecto del eje de las x: 30º 45º a) 6.00 unidades y 90º b) 2.16 unidades y 80º x c) 2.65 unidades y 70º d) 2.37 unidades y 52º C r

(Ésta es una versión preliminar de la teoría del tema.)

Espacios vectoriales y Aplicaciones Lineales II: Núcleo e imagen. Diagonalización. Ker(f) = {x V f(x) = 0} Im(f) = {f(x) x V}.

PRIMERA EVALUACIÓN DE FÍSICA NIVEL 0B INVIERNO 2012

Análisis y Solución de. en el dominio del tiempo y en la frecuencia (Laplace).

Transformadas integrales

LA INTEGRAL DEFINIDA Si f(x) es una función continua y no negativa definida en el intervalo x [a, b], entonces la integral definida b.

1.1.-DEFINICIONES...3

M Si se ha desplazado x la masa que cuelga m ( x) L Por la IILN. 2 x

CUADERNO DE TRABAJO PARA LA CLASE NÚMEROS REALES

POTENCIAS Y LOGARITMOS DE NÚMEROS REALES

TRABAJO PRACTICO No 7. MEDICION de DISTORSION EN AMPLIFICADORES DE AUDIO

FCEIyA UNR Departamento de Electrónica Sistemas de Control de Motores Eléctricos

SOLUCIONES DE LOS EJERCICIOS DE LA OLIMPIADA DEL FASE LOCAL

PROBLEMAS RESUELTOS. 1 ft

CENTRO DE ENSEÑANZA TÉCNICA INDUSTRIAL. Un fasor es un numero complejo que representa la amplitud y la fase de una senoide

EJERCICIOS DE PUNTOS, RECTAS Y PLANOS PUNTOS

5. ANÁLISIS MATEMÁTICO // 5.4. INTEGRACIÓN.

AMPLIFICADORES CLASE E

COLEGIO LA PROVIDENCIA

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS Ingeniería Técnica Industrial. Especialidad en Electrónica Industrial Boletín n o 4

MOV. CIRCULARES: Solución: I.T.I. 93, 96, I.T.T. 00. Texto solución

Tema 3. DETERMINANTES

CONTENIDO PROGRAMÁTICO

5. Integral y Aplicaciones

Tema 6: LA DERIVADA. Índice: 1. Derivada de una función.

TEMA 1: FUNCIONES. LÍMITES Y CONTINUIDAD

MATE 3013 LA FUNCIÓN DERIVADA

Transformada de Laplace

Tema 5. Trigonometría y geometría del plano

Integral Definida. Tema Introducción. 6.2 Definición de Integral Definida

Examen de Admisión a la Maestría 8 de Enero de 2016

CAPÍTULO XII. INTEGRALES IMPROPIAS

Transcripción:

de Sitem y Automátic Tem 3. Modeldo de item fíico Automátic º Curo del Grdo en Ingenierí en Tecnologí Indutril

de Sitem y Automátic Contenido Tem 3.- Modeldo de item fíico 3.. Introducción. 3.. Modeldo de item fíico. 3... Sitem eléctrico y electrónico. 3... Sitem mecánico. 3..3. Sitem electromecánico. 3.3. Linelizción de modelo mtemático de item no linele.

de Sitem y Automátic Introducción Concepto de modelo: Sitem fíico:

de Sitem y Automátic Introducción Concepto de modelo: Sitem fíico: Perturbcione L relción R que lig l ccione U i entrd con lo efecto Y j lid, egún Y = RU, contituye el modelo del item. Ver vídeo

de Sitem y Automátic Introducción Tipo de modelo:. Modelo mentle: on lo propio de l peron. Son imprecio, difícile de comunicr y borroo.. Modelo fíico: on cotoo en tiempo y en dinero. Modelo etático: Modelo ecl; modelo de imitción. Modelo dinámico: Anlogí o modelo nálogo; prototipo. 3. Modelo imbólico: No mtemático: Lingüítico, y en verble o ecrito. Gráfico o equemático: mp, digrm de flujo Mtemático: Relcione entre l ditint vrible del item modelr en l correpondiente etructur mtemátic ecucione.

Introducción Modelo mtemático: Contrucción de un modelo mtemático. Etp. Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic

Introducción Modelo computerizdo: Etp eguir pr u elborción:. Decompoición del item en ubitem.. Aplicción de leye de conervción m, momento, energí, en cd ubitem obtención de l ecucione crcterític de cd ubitem. Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic 3. Prticulrizción de l expreione obtenid pr lo vlore de lo prámetro crcterítico de lo elemento del ubitem. El reultdo obtenido e un modelo forml del item 4. Progrmción de ecucione del modelo trvé de oftwre propido Simulink, Modelic,.

de Sitem y Automátic Contenido Tem 3.- Modeldo de item fíico 3.. Introducción. 3.. Modeldo de item fíico: 3... Sitem eléctrico y electrónico. 3... Sitem mecánico. 3..3. Sitem electromecánico. 3.3. Linelizción de modelo mtemático de item no linele.

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Concepto báico: Ley de Ohm: L corriente eléctric I en un conductor o circuito, e igul l diferenci de potencil V obre el conductor o circuito, dividido por l reitenci R que opone u po. V I R

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Concepto báico cont.: Leye de Kirchoff:. L um de l tenione en un lzo cerrdo e igul cero. V 0 Leye de conervción

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Concepto báico cont.: Leye de Kirchoff: Leye de conervción. L um de l corriente que entrn en un nodo e igul l um de l corriente que len del mimo. I e I I e I 0

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Elemento contitutivo: Generdor de corriente Generdor de tenión

Modeldo de item eléctrico y electrónico Elemento contitutivo cont.: e Ri R e C ic dt Reitenci Condendor Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Bobin Trnformdor

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Circuito LRC L R e i i C e o Aplicmo l ecución de conervción: L di dt R i t i t dt ei t C e o t i t dt C

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Circuito LRC Aplicmo l trnformd de Lplce l ecucione diferencile: I L I R I Ei C I E o C I L Ei R C

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Circuito LRC Contruimo el digrm de bloque E i L R C I C E o y obtenemo l función de trnferenci del circuito, reduciendo dicho digrm. E0 G E L C i R C

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Impednci complej: L impednci complej Z de un circuito de do terminle e el cociente entre l trnformd de Lplce de l tenión exitente entre lo terminle, E, y l trnformd de Lplce de l corriente trvé del circuito, I, bjo l upoición de que l condicione inicile on cero. I Z E Z E I

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic ESQUEMA ADMITANCIA COMPLEJA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA IMPEDANCIA COMPLEJA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA R L C t i R t e dt di L t e dt i C t e R E I L E I /C E I /R I E /L I E C I E R E I I R E L E I I L E C E I I C E R I E Z L I E Z C I E Z Modeldo de item eléctrico y electrónico

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Impednci complej: Función de trnferenci de circuito erí: C Z R L Z L R C e i e o i e i e o Z Z Modeldo de item eléctrico y electrónico 0 C R C L Z Z Z E E G i

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Funcione de trnferenci de elemento en ccd: Mucho item relimentdo tienen componente que crgn otro: Aplicndo l Trnformd de Lplce uponiendo condicione inicile nul l función de trnferenci erí: o i e dt i C dt i C R i dt i i C e R i dt i i C 0 R C C R R C C R R C E E i o

Modeldo de item eléctrico y electrónico Funcione de trnferenci de elemento en ccd: No obtnte, coniderndo l do mll independiente, e obtendrí el iguiente modelo lterntivo. Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Eo E i R C R C R C R C L función de trnferenci erróne obtenid í difiere de l obtenid nteriormente bjo upoición de crg entre componente. R C R C

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdore opercionle AO Son dipoitivo electrónico be de l electrónic nlógic linel y no linel. i - e - e + e o i + Propiedde del AO idel:. Tierr virtul o corto virtul: e + = e L tenión entre lo terminle de entrd + y - e nul.. Impednci de entrd infinit: i + = i = 0 L corriente entre lo terminle de entrd + y - e nul. 3. Impednci de lid nul: Slid como fuente de tenión idel. 4. Gnnci infinit: e o = Ae + - e A infinit.

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdore opercionle AO

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Amplificdor inveror: z z i + e + i - e - 0 / ; / 0 0; I I Z V I Z V I i i e e i Z Z V V G i o Modeldo de item eléctrico y electrónico

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdor inveror cont.: Configurcione frecuente. Z Z G R R C R R R R C C R R C R R R C R R C R C R RC R R R R C R / R R C R / RC R R C RC C { C R C R C }

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdor umdor inveror: V V V n z z z n i i i n i - e - i + e + z r i r I I I r r V V n j / Z ; I V / Z ; ; o I / Z j ; r ; I n V n / Z n ; V o n j V j Z Z r j

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdor NO inveror: 0 / ; / 0; I I Z V V I Z V I V e i i i i z z i + e + i - e - V i Z Z V V G i o

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Amplificdor umdor NO inveror: z z r z b I e V e / Z ; I V e / Z ; ; I V e e ; n n / Z n ; V V V n z z z n i i i n i b ii -- e -- i i + e + e n j V o V I j o / Z 0; Z Z n j b b e V n j n j j e V Z j j Z j / Z ; / Z j 0;

de Sitem y Automátic Modeldo de item eléctrico y electrónico Seguidor de tenión: Vo V i G

de Sitem y Automátic Contenido Tem 3.- Modeldo de item fíico 3.. Introducción. 3.. Modeldo de item fíico: 3... Sitem eléctrico y electrónico. 3... Sitem mecánico. 3..3. Sitem electromecánico. 3.3. Linelizción de modelo mtemático de item no linele.

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Concepto báico: L m de un cuerpo e l cntidd de mteri que contiene. L fuerz e define como l cu que tiende producir un cmbio en el movimiento del cuerpo l cul e plic.

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Concepto báico cont.: Segund ley de Newton pr lo item de trlción: L fuerz plicd un cuerpo e igul m dicho cuerpo por u celerción. m i F i Leye de conervción Segund ley de Newton pr lo item de rotción: En eto item el equivlente del concepto m y fuerz correponde l de inerci y pr, repectivmente. J T i i donde J el momento de inerci de l crg T l celerción ngulr y el pr plicdo.

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Elemento contitutivo it. de trlción: M, muelle y mortigudor. Amortigudor K N m B N m

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Elemento contitutivo it. de trlción cont.: Plnc. Trnformdor de fuerz

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Obtención de ecucione dinámic it. trlción:. Indicción de lo entido de deplzmiento en cd m y determinción de item de referenci coherente con lo mimo.. Trzdo del digrm del cuerpo libre pr cd m e utituyen lo vínculo por fuerz vinculre. 3. Aplicción de Leye de l mecánic de Newton en cd m: Ecución de conervción

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Cuerpo obre crro: y u Cuerpo ecucione dinámic? ut yt m b k deplzmiento del crro l entrd del item, deplzmiento del cuerpo obre el crro l lid del item, m del cuerpo, coeficiente de fricción vico de l uperficie del crro, e l contnte del muelle.

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Cuerpo obre crro cont.:. Digrm del cuerpo libre: m. Plntemo l ecución: Amortigudor Muelle

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Cuerpo obre crro cont.: 3. Reordenmo lo término: 4. Aplicmo l trnformd de Lplce l ecución nterior, pr condicione inicile nul: 5. Y obtenemo l función de trnferenci del item:

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Do cuerpo conectdo: ecucione dinámic?

Modeldo de item mecánico Do cuerpo conectdo cont.: Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Elemento contitutivo it. de rotción: Inerci, muelle y mortigudor. Amortigudor T T T K Nm rd B Nm rd

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Elemento contitutivo it. de rotción cont.: Reductor. Trnformdor de pr T n θ T T T θ n

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Obtención de ecucione dinámic it. rotción:. Indicción de lo entido de rotción en cd inerci y determinción de item de referenci coherente con lo mimo.. Trzdo del digrm del cuerpo libre pr cd inerci e utituyen lo vínculo por pre vinculre. 3. Aplicción de Leye de l mecánic de Newton en cd inerci: Ecucione de conervción

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Do inerci conectd con muelle: Inerci Soporte Muelle momento de inerci nulo Inerci ecucione dinámic?

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico Do inerci conectd con muelle cont.: Mimo item de referenci

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico ESQUEMA ECUACIONES BLOQUE FUNCIONAL M in rozmiento ft xt f t M in rozmiento ft vt f t M in rozmiento vt xt

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic ESQUEMA ECUACIONES BLOQUE FUNCIONAL b k M ft xt in rozmiento k b k b M F X X k b M F k t x b dt t dx M dt t x d t f F X k b M k F X F T X k F D C t x k t f R T...... b F X F T X b F D C dt t dx b t f R T...... F X b F X k Modeldo de item mecánico

de Sitem y Automátic Modeldo de item mecánico ESQUEMA ECUACIONES BLOQUE FUNCIONAL pt J t p t d t J dt P J P J k pt t p t k t P k P k pt B t d t p t B dt P B P B k B t pt d t d t p t J B t k dt dt P J B k P J B k

de Sitem y Automátic Contenido Tem 3.- Modeldo de item fíico 3.. Introducción. 3.. Modeldo de item fíico: 3... Sitem eléctrico y electrónico. 3... Sitem mecánico. 3..3. Sitem electromecánico. 3.3. Linelizción de modelo mtemático de item no linele.

Modeldo de item electromecánico Concepto báico: t: trnlcionl Uo de dipoitivo de coplmiento t pr l converión de mgnitude eléctric mecánic o vicever. Vel. ng. Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Sitem de trlción Cte. del pr motor K m e K b 3 Sitem de rotción Cte. de fuerz contr-electromotriz del motor

Modeldo de item electromecánico Motor de corriente continu: i R L K m i f = cte. Cte. del pr motor B Coef. fricción vico crg e e m Cte. de fuerz contrelectromotriz del motor K b,t Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Cte. de fuerz contrelectromotriz del motor Contnte del pr motor di e t L R i dt * d d e m t K b t dt dt T t K i t i t * m t e m t Flujo mgnético en l rmdur Si e m t K i t f d d T t J B 0 dt dt d t,, T t e i t dt Kb K m f = cte. item de unidde p.e., SI, e cumple: etán expredo en el mimo

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Motor de corriente continu cont.: Aplicndo l trnformd de Lplce l ecucione: Contruimo el digrm de bloque del item: T B J I K T K E E E I R L m b m m E E I R L m B J T error E E R L I m

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Motor de corriente continu cont.: Función de trnferenci del motor CC i e conider que l vrible de lid e l poición ngulr del eje motor: L inductnci L en el circuito de inducido generlmente e pequeñ y e puede deprecir, por tnto: ] [ b m m P K K B R J R B L J L K E G T K E G m gm P b m m K K B R J R T b m m gm K K B R K K Gnnci del motor Cte. de tiempo del motor

de Sitem y Automátic Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Motor de corriente continu cont.: Función de trnferenci del motor CC i e conider que l vrible de lid e l velocidd ngulr del eje motor: L inductnci L en el circuito de inducido generlmente e pequeñ y e puede deprecir, por tnto: G G E E Ω G P V V T K E Ω G m gm V b m m V K K B R J R B L J L K E Ω G Ω dt d t Sbiendo que:

Modeldo de item electromecánico Generdor de corriente continu: i f R f R L i e f L f e g e o,t g Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic e e g ~ Cte. de fuerz contrelectromotriz del motor ~ Cte. del pr motor e T f g g t L t L t K t K f g di f R f i f t dt di Ri t e dt d t dt t i t g o t Si e g Flujo mgnético en l rmdur t K i t T ext T d t,, t, Tg t e i t dt item de unidde p.e., SI, e cumple: g f f d d t J B 0 dt dt etán expredo en el mimo K K g g

Modeldo de item electromecánico Potenciómetro: de rotción de trlción E Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic e o t E E t mx e o t E x mx x t

de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Tcómetro: e o t K t Vel. ngulr

Modeldo de item electromecánico Servomecnimo de poición: Obtener l función de trnferenci de lzo cerrdo pr el mecnimo de poición de l figur, uponiendo que l entrd y l lid del item on l poición del eje de entrd y l poición del eje de lid, repectivmente. Gnnci potenciométric R L Motor CC Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Error r-c Potenciometro r Gnnci mplificdor e K l K p e i e b T i f cont N. N r = deplzmiento ngulr del eje de entrd de referenci, en rdine. c = deplzmiento ngulr del eje de lid, en rdine. θ = deplzmiento ngulr del eje del motor, en rdine. e = tenión plicd l inducido, en voltio. e b = fuerz contr-electromotriz, en voltio. i = intenidd de corriente del devndo de inducido, en mperio. Reductor f c Potenciometro

de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Servomecnimo de poición cont.: Supóngne lo iguiente vlore numérico pr l contnte del item: K l = gnnci del detector de error potenciométrico = 4/π V/rd K p = gnnci del mplificdor = 0 V/V R = reitenci del devndo de inducido = 0. L = inductnci del devndo de inducido = deprecible K b = contnte de fuerz contr-electromotriz = x 0-4 V/rd/ K = contnte de pr motor = x 0-4 N-m/A J = momento de inerci del eje motor inc. crg = 5,4 x 0-5 Kg-m f = coeficiente de fricción vico del eje motor inc. crg = 4 x 0-4 N-m/rd/ n = relción de engrnje N /N = /0

Modeldo de item electromecánico Servomecnimo de poición cont.: El detector de error potenciométrico: E Kl[ R C ] 7,64[ R C ] y pr el mplificdor: Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic E K E 0E p Pueto que l función de trnferenci del motor de CC, umiendo que l lid del item e l poición ngulr, e: E T K m gm

Modeldo de item electromecánico Servomecnimo de poición cont.: Y biendo que: K gm R f K KK b 0.40 4 4 0 0 4 0 4.5 Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic T m R Tenemo: R J f KK b 0.5.40 4 0.40 0 E.5 0.3 5 4 0 4 0.3

de Sitem y Automátic Modeldo de item electromecánico Servomecnimo de poición cont.: Contruimo el digrm de bloque del item: R 7,64 E 0 E.5 0.3 0 C L función de trnferenci de lzo cerrdo de ete item e: C R 73.46 7.69 73.46

de Sitem y Automátic Contenido Tem 3.- Modeldo de item fíico 3.. Introducción. 3.. Modeldo de item fíico: 3... Sitem eléctrico y electrónico. 3... Sitem mecánico. 3..3. Sitem electromecánico. 3.3. Linelizción de modelo mtemático de item no linele.

de Sitem y Automátic Linelizción de item Sitem linele v. Sitem NO linele: Relción linel entre tod u vrible: F x t, x t,, x t n x t 0 F x t, x t 0 x t Tienen l propiedd de l linelidd: xt vt Sitem Linel Sitem Linel yt wt Ax t Bv t Sitem Ay t Bw t Linel

de Sitem y Automátic Linelizción de item Sitem linele v. Sitem NO linele cont.: Relción NO linel entre tod u vrible: F x t, x t,, x t n x t 0 F x t, x t 0 x t NO tienen l propiedd de l linelidd: xt vt Sitem No Linel Sitem No Linel yt wt Ax t Bv t Sitem Ay t Bw t No Linel

de Sitem y Automátic Linelizción de item Punto de operción En Ingenierí e trbj uulmente en torno lo que e denomin punto de operción. En e condicione, lo modelo de lo item, que uelen er por nturlez no linele, pueden proximre rzonblemente por item linele, iempre y cundo el vlor de l vrible que definen el comportmiento del item no e leje demido del que tienen en el punto de operción. y 0 = El procedimiento de linelizción que e derrollrá quí e b en l expnión de funcione no linele lrededor del punto de operción emplendo erie de Tylor.

de Sitem y Automátic Linelizción de item Método de l perturbcione expnión en erie de Tylor: En el co de un item etático cuyo modelo fuer repreentble medinte un función f no linel, de l form y = fu, e plicrá el método de l perturbcione coniderndo pequeñ vricione lrededor del punto de operción crcterizdo por u 0 e y 0, iendo y 0 = f u 0. Pr plicr dicho método: El. nuevo L vrible modelo independiente obtenido u e reemplz etá expredo por en término incrementle y tiene crácter linel. Ete modelo no erí etrictmente. L vrible linel dependiente i e expre y = fu e en repreent términopor boluto por tener término independiente: y - y 0 = ḟ u 0 u - u 0. 3. Aplicndo y = fu l expnion en erie de Tylor, e obtiene y tomndo ólo el término de l primer derivd proximción l tngente, e obtiene:

de Sitem y Automátic Linelizción de item Método de l perturbcione expnión en erie de Tylor: En el co de un item etático de múltiple vrible de entrd i.e. multivrible cuyo modelo fuer repreentble medinte un función f no linel, de l form en el que e coniderrá como punto de operción el crcterizdo por e y 0, iendo y 0 =. L derivd prcile que precen en et expreione hn de er evlud en el punto de operción i.e. on vlore contnte. El nuevo modelo obtenido etá expredo en término incrementle y tiene crácter linel.

Linelizción de item Método de l perturbcione expnión en erie de Tylor: En el co de un item dinámico cuyo modelo fuer repreentble medinte un ecución diferencil dependiente de un función F no linel, de l form, en el que e coniderrá como punto de operción el crcterizdo por, podrí plicre el procedimiento motrdo en el co nterior in má que coniderr l función F como un función no linel de múltiple vrible: l entrd y u derivd y l lid y u derivd. Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic L derivd prcile que precen en et expreione hn de er evlud en el punto de operción i.e. on vlore contnte. El nuevo modelo obtenido etá expredo en término incrementle y tiene crácter linel.

de Sitem y Automátic Linelizción de item El punto de operción: El punto de operción coniderdo uele er un punto de repoo o equilibrio, o e, un punto en el que l derivd de l eñle de entrd y lid on nul. Por otr prte, en dicho punto de operción deberá tifcere l ecución diferencil que decribe el comportmiento del item. Por tnto, en él deberá cumplire: El punto debe er olución de l ecución diferencil Eto permite reecribir l expreión obtenid nteriormente en l form iguiente: L derivd prcile que precen en et expreione hn de er evlud en el punto de operción i.e. on vlore contnte. El nuevo modelo obtenido etá expredo en término incrementle y tiene crácter linel.

de Sitem y Automátic Linelizción de item Crcterític de lo modelo linelizdo obtenido: L vrible quedn referid un item de eje centrdo en el punto de operción elegido. Hy tnt poible proximcione linele como punto de operción. Ventj e inconveniente: Ventj: Elimin l no linelidde de l ecucione y l contnte que precen como término independiente. Inconveniente: El modelo ólo e válido pr pequeñ vricione lrededor del punto de operción. Hy errore de cálculo fuer del punto de operción, que erán myore cunto má e leje el etdo del item de dicho punto.

Linelizción de item Péndulo: Obtener un modelo mtemático pr el item repreentdo en l figur y proceder u linelizción en u punto de equilibrio. T l T i T i J J m d T F d ml mgl in F,, T 0 Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic mgl in m mg Truco: Se clcul el punto de equilibrio o repoo: T 0 0 0 0 in 0 0 T ml mlg in 0 0 0 p p 0 0 p 0, 0, 0 0 T,, T 0 0 0,0, 0 0

de Sitem y Automátic Linelizción de item Péndulo: Si e lineliz l función F en torno ete punto, e obtiene: F F F T 0 T En ete co prticulr e cumple: 0 0 T 0 0 T T 0 T ml 0 T mlg co 0 T ml 0 p 0 0,0, 0 mlg T 0 ml Eto permite reecribir el modelo en término incrementle nteriormente obtenido como un modelo en término boluto: mlg T 0 ml mlg T 0 ml mlg T

FIN Deprtmento de Ingenierí de Sitem y Automátic Automátic º Curo del Grdo en Ingenierí en Tecnologí Indutril