PROCESAMIENTO DE DATOS L ABORATOR AB ORATORIO IO N° 07
Modelado odelado y simulación sim ulación en Simulink CODIGO DEL CURSO:
Al um no (s)
Ventura chalco amilcar wilson Muy bueno (5)
Rúbrica:
Bueno (4)
Regular (3)
Malo(2)
Uso de subsistemas subsistemas en simulink Entender como simulink utiliza bloques para modelar subsistemas. Crear y ejecutar modelos diseñados en simulink Observaciones y conclusiones.
Nota Grupo
C
Carrera /Ciclo
C3/C
Fecha de entrega PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR
Muy Malo (1)
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 2 de 15
I.- OBJETIVOS: 1. 2. 3. 4.
Conocer las herramientas para trabajar subsistemas Usar los objetos de simulink para realizar modelos realizados en simulink Utilizar las herramientas de simulink para modelar Diseñar simulaciones desde simulink
II.- SEGURIDAD: Advertencia: En este laboratorio está prohibida la manipulación del hardware, conexiones eléctricas o de red; así como la ingestión de alimentos o bebidas. Al culminar la sesión de laboratorio, apagar correctamente la computadora y el monitor
III.- FUNDAMENTO TEÓRICO: El docente dará una breve explicación para reforzar lo aprendido en las exposiciones.
IV.- NORMAS EMPLEADAS: No aplica
V.- RECURSOS: ●
En este laboratorio cada alumno trabajará con un equipo con software Matlab 2017.
VI.- METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE LA TAREA: ●
El desarrollo del laboratorio es individual.
VII.- PROCEDIMIENTO: Nota: En cada una de las sesiones se aprenderá a utilizar varias de las funciones de MATLAB que habitualmente se usan para generar, manipular y hacer simulaciones. VENTANA DE MODELO: Cada modelo (o submodelo) se construye en una ventana diferente. Por ello, para construir un nuevo modelo hay que abrir una nueva ventana de modelo untitled. A partir de ahí, se trata de arrastrar los bloques que compondrán el modelo desde la librería de SIMULINK a dicha ventana. Antes de empezar a trabajar con SIMULINK, se sugiere echar un vistazo a las opciones de la barra de menús y la barra de herramientas de la ventana de modelo.
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 3 de 15
INTERCONECTAR BLOQUES: Las interconexiones entre bloques se realizan arrastrando el ratón entre los puertos de entrada y salida de dichos bloques. También es posible seleccionar un bloque y, manteniendo la tecla presionada, clicar en el otro bloque. Se puede poner texto en cualquier sitio (haciendo doble clic en el sitio deseado), se pueden cambiar los nombres de los bloques y se pueden usar distintos colores (Format / Foreground Color). También se pueden rotar bloques (Format / Flip block, Rotate block), etc.
Realizar los siguientes modelados: Ejercicio N° 1 Hacer un modelado en Simulink, para calcular la corriente que circula a través de la resistencia de 25 Ohm. Considerar los siguientes bloques, que se encuentran en la librería Simscape: 4 resistencias. Tener en cuenta que la polaridad debe estar de acuerdo a la imagen. o 2 Fuentes de voltaje en DC o 1 conexión a tierra o • •
Detallar el procedimiento que utilizo para copiar un bloque, cambiar de nombre y girar un bloque. -Para copiar un bloque tengo que ingresar en el simulink simnscape y luego seleccionar y arrastrar a la ventana untitled.Tambien otra forma es poner control alt y arrastrar. -Para cambiar de nombre se hace click en el texto de la resistencia, voltaje o elemento que se requiera y una vez de haber hecho eso se escribe el nombre que requiera el elemento. -Para poder girar el bloque se puede hacer presionando control R3 y el bloque girará automáticamente de dirección. •
Para poder determinar la corriente que pasa por la resistencia de 25 Ohm. Tenemos que Insertar: o 1 Amperímetro (Hay que tener en cuenta que el amperímetro va conectado en serie). 1 Herramienta de PS simulink converter que sirve para cambiar valores físicos del circuito o
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 4 de 15
Cambiar el color de los bloques como se muestra en la imagen. (Clic derecho en el bloque) Describe como lo has hecho: Para el fondo en total se hace click izquierdo y se hace clic en canvas color , se sele ...............................................
•
Finalmente, para poder determinar cuánto de corriente circula por el circuito hay que insertar: Un Display (Para poder visualizar los amperios que circular por el circuito) Un solver Configuration (Este se utiliza siempre que se trabaja con los bloques de Simscape) o o
•
Si has logrado hacer el modelado como se muestra en la imagen capturar la imagen final con el valor que aparece en el display
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 5 de 15
Pegar la imagen obtenida:
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 6 de 15
•
¿Cuántos amperios circulan por el circuito 0.16
•
Qué ocurre si no se conecta con el bloque solver configuration: No aparece el resultado porque no reconocería el valor
•
Qué ocurre si no se hace la conexión a tierra: No nos daría el resultado
•
Qué ocurre si se cambia la polaridad a los 12 V. Indicar su valor
La polaridad cambia para los 12 V y sale 1.12 •
Qué ocurre si se cambia la polaridad a los 12 V y a los 16 V a la vez. Indicar su valor
Si corre normal, pero nos sale en negativo
Ejercicio N° 2 Realizar el modelado de un motor de corriente continua. Hay que tener en cuenta que un motor de corriente continua es una máquina que convierte energía
eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.
Hay que tener en cuenta que las partes principales de un motor de corriente continua es el:
Estátor
Rotor
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 7 de 15
Diferencias: El estator es el elemento que opera como base. El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. -EXISTEN 2 TIPOS DE ESTATORES: A) Estator de polos salientes. B) Estator ranurado.
El rotor es el elemento transferencia mecánica. -
Los
rotores,
son
de
un conjunto
de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos. -EXISTEN 3 TIPOS DE ROTOR: A) Rotor ranurado. B) Rotor de polos salientes. C) Rotor jaula de ardilla.
Revisa el siguiente video de un motor eléctrico: https://www.youtube.com/watch?v=QfNrEBODs3s Cuál es la importancia de un motor: •
En las últimas décadas los motores eléctricos se han convertido cada vez más en un elemento cotidiano para toda la población. Se presentan en una amplia variedad de aplicaciones pasando del uso generalmente en la industria para encontrarlos en los hogares, además de aplicaciones remotas de investigación en tierra, en el aire, en el agua y, finalmente, en el espacio, cada uno con sus propias características y protecciones específicas. Los motores se utilizan en muchas áreas como la robótica móvil, brazos robóticos industriales, elevadores, grúas, taladros, autos eléctricos, drones o en otras aplicaciones de menores exigencias desde el punto de vista de control automático como bombas, bandas transportadoras, entre otros.
Eléctrica y Mecánica En conclusión, un motor se compone de dos partes:
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 8 de 15
La sumatoria de voltajes, es igual a la tensión de la fuente de excitación () = () +
Despejar:
()
+ ()
1
()
=
2
Para poder hacer el modelado del motor es necesario conocer las siguientes fórmulas para poderlas representar en Simulink
• •
Ingresar a Matlab Declarar las siguientes variables en New Script. Guardarlo con el nombre Variablesmotor
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 9 de 15
• •
•
Luego ir a Simulink Guardarlo con el nombre de modelado
Crear dos subsistemas Ir a la librería Simulink / commonly Used Blocks. Insertar o ▪
2 Subsystemas. cambiar los nombres como se muestra en la imagen
▪
Para poder editar. Doble click al bloque que tiene por nombre corriente:
▪
Insertar: 2 Gain o ganancias o o 1 Integrator y 1 suma o
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 10 de 15
▪
▪
En esta ecuación inferimos que la corriente es igual a la sumatoria de tres términos
En la suma por
consecuencia, cambiamos tres signos (+ - - )
Primer Término ▪
Enlazamos los tres términos
Segundo Término Salida
Tercer Término
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 11 de 15
▪
▪
Luego trabajamos en el otro subsistema (velocidad angular), click en modelado y después click en velocidad angular. En velocidad angular insertar los bloques de acuerdo a la imagen.
Finalmente volver a Modelado para interconectar los subsistemas, pero antes insertar un Step que se le dará el valor de (Final value = 16). Colocamos 2 siloscopios para observar el comportamiento de las variables: la corriente y la velocidad angular
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 12 de 15
Capturar las dos imágenes:
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 13 de 15
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 14 de 15
Interpretar las dos imágenes:
Es un pico de corriente, empieza con un voltaje alto y luego se regulariza; por lo que en los motores podemos ver que la energía y voltaje es mayor, al momento de iniciar el trabajo de la máquina
Qué ocurre con las imágenes si cambiamos el valor de Step por cero. Interprete las dos imágenes
No hay corriente, no va a correr y el resultado final es una línea recta
Nro. DD-106
Procesamiento de Datos – Lab. 07 Modelado de simulin k Página 15 de 15
Observaciones •
No salió el resultado del circuito ya que nosotros utilizamos
•
una versión pasada. Se debe de colocar bien los elementos para que funcione el circuito.
•
•
El circuito debe de tener voltaje, corriente y una resistencia obligatoriamente. Destaco la buena enseñanza del profesor ya que se preocupa por nuestra enseñanza.
Conclusiones
- El circuito debe de estar bien armado para su buen funcionamiento.
- Mientras mayor sea la corriente mayor será el voltaje. - colocar bien los elementos al momento de hacer la gráfica para que salga correctamente sin errores.
