Automatización y control de actuadores neumáticos para mini-marcos del laboratorio de estructuras
Para estudiar el comportamiento de estructuras con materiales nuevos o existentes, surge la necesidad de realizar pruebas con cargas mecánicas. Los resultados de estas pruebas permiten analizar el comportamiento del espécimen según el tipo y magnitud del esfuerzo al que estará sometido. Una buena op...
- Autores:
-
Tovar Rivera, Andres Felipe
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2013
- Institución:
- Universidad Militar Nueva Granada
- Repositorio:
- Repositorio UMNG
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unimilitar.edu.co:10654/10886
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10654/10886
- Palabra clave:
- CONTROL NEUMATICO
HIDRAULICA
MOTORES HIDRAULICOS
HERRAMIENTAS NEUMATICAS
INGENIERIA MECANICA
Automation
Quasi-static loading
automatización
Carga cuasi-estática
Actuador neumático
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Para estudiar el comportamiento de estructuras con materiales nuevos o existentes, surge la necesidad de realizar pruebas con cargas mecánicas. Los resultados de estas pruebas permiten analizar el comportamiento del espécimen según el tipo y magnitud del esfuerzo al que estará sometido. Una buena opción para simular ese tipo de carga son los actuadores neumáticos. Por tanto, en este trabajo se presenta la validación de diseños mecánicos, neumáticos, y el diseño de los sistemas de control, visualización y adquisición de datos para actuadores neumáticos ubicados en mini-marcos de carga. En principio, se indica el planteamiento, justificación, los objetivos y demás parámetros de este proyecto. Posteriormente se explican no sólo algunas características y antecedentes de actuadores neumáticos, sino también los conceptos fundamentales de este trabajo, tales como cargas estáticas y cuasi-estáticas, la definición del módulo de Young, el control adaptativo y el regulador auto-ajustable. Después se estudia el sistema del mini-marco, el cual se compone de un sistema mecánico, un sistema neumático, sistemas de control, una interfaz gráfica de usuario, sistemas de adquisición de datos, el diseño de un circuito de potencia y la descripción de transductores. En los sistemas de control se encuentran un PID clásico y un regulador auto ajustable (STR). Luego se muestran resultados de pruebas simuladas en Matlab y pruebas realizadas en un entorno real con el sistema completamente automatizado, y con el control de fuerza y desplazamiento implementado. También se muestra el tipo de montaje utilizado para las pruebas. Finalmente se presentan las conclusiones del este proyecto. La automatización propuesta para los actuadores neumáticos es práctica y económica para el estudio de la resistencia de materiales utilizados en el campo de la ingeniería estructural. |
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Amaya Hurtado, DaríoTovar Rivera, Andres FelipeIngeniero en Mecatrónica2014-02-22T17:14:19Z2015-07-13T20:14:05Z2019-12-26T22:10:16Z2014-02-22T17:14:19Z2015-07-13T20:14:05Z2019-12-26T22:10:16Z2013-12-232014-02-22http://hdl.handle.net/10654/10886Para estudiar el comportamiento de estructuras con materiales nuevos o existentes, surge la necesidad de realizar pruebas con cargas mecánicas. Los resultados de estas pruebas permiten analizar el comportamiento del espécimen según el tipo y magnitud del esfuerzo al que estará sometido. Una buena opción para simular ese tipo de carga son los actuadores neumáticos. Por tanto, en este trabajo se presenta la validación de diseños mecánicos, neumáticos, y el diseño de los sistemas de control, visualización y adquisición de datos para actuadores neumáticos ubicados en mini-marcos de carga. En principio, se indica el planteamiento, justificación, los objetivos y demás parámetros de este proyecto. Posteriormente se explican no sólo algunas características y antecedentes de actuadores neumáticos, sino también los conceptos fundamentales de este trabajo, tales como cargas estáticas y cuasi-estáticas, la definición del módulo de Young, el control adaptativo y el regulador auto-ajustable. Después se estudia el sistema del mini-marco, el cual se compone de un sistema mecánico, un sistema neumático, sistemas de control, una interfaz gráfica de usuario, sistemas de adquisición de datos, el diseño de un circuito de potencia y la descripción de transductores. En los sistemas de control se encuentran un PID clásico y un regulador auto ajustable (STR). Luego se muestran resultados de pruebas simuladas en Matlab y pruebas realizadas en un entorno real con el sistema completamente automatizado, y con el control de fuerza y desplazamiento implementado. También se muestra el tipo de montaje utilizado para las pruebas. Finalmente se presentan las conclusiones del este proyecto. La automatización propuesta para los actuadores neumáticos es práctica y económica para el estudio de la resistencia de materiales utilizados en el campo de la ingeniería estructural.Tests applying quasi-static and/or dynamic loads are an essential tool to study the performance of materials and structures. Results of these tests allow to analyze the behavior of the specimen according to the type and magnitude of the stress that it will be submitted. Pneumatic actuators are a suitable option to simulate quasi-static loading on small specimens because the cost is low when compared with other actuators. This article shows the results of the automation of pneumatic actuators that are attached to mini-load frames. The characteristics and response of the mini-load frame system are initially described and discussed. It is then explained the design of the control systems such as a classic PID and self-tunnig regulator. In addition, it is described the displaying and data acquisition system. Finally, results of tests performed in a real environment are shown and discussed, operating the system fully automated and the force and displacement control implemented. The proposed automation for pneumatics actuators is practical, economical, and increases competitiveness, relevance and validity of the results obtained in the tests of materials and small structures.Pregradoapplication/pdfspaAutomatización y control de actuadores neumáticos para mini-marcos del laboratorio de estructurasAutomation and control of pneumatic actuators for mini-framesinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fCONTROL NEUMATICOHIDRAULICAMOTORES HIDRAULICOSHERRAMIENTAS NEUMATICASINGENIERIA MECANICAAutomationQuasi-static loadingautomatizaciónCarga cuasi-estáticaActuador neumáticoFacultad de IngenieríaIngeniería en MecatrónicaUniversidad Militar Nueva Granadahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2ORIGINALINFORME INVESTIGACION FINAL.pdfapplication/pdf5510683http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/10886/1/INFORME%20INVESTIGACION%20FINAL.pdfcba5fccaca128529efe1b8f3420f4620MD51LICENSElicense.txttext/plain1529http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/10886/2/license.txtdf0e4fde6f7d37cb484ba6262857ed52MD52TEXTINFORME INVESTIGACION FINAL.pdf.txtExtracted texttext/plain97952http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/10886/3/INFORME%20INVESTIGACION%20FINAL.pdf.txt984072843ae04365a5a0c5a496880508MD53THUMBNAILINFORME INVESTIGACION FINAL.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4054http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/10886/4/INFORME%20INVESTIGACION%20FINAL.pdf.jpg55c74c6fff106862c49e8785f205e55eMD5410654/10886oai:repository.unimilitar.edu.co:10654/108862020-06-30 13:11:09.077Repositorio Institucional UMNGbibliodigital@unimilitar.edu.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 |