Diseño y construcción de un rotor de dos grados de libertad para pruebas de algoritmos de control

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Título : Diseño y construcción de un rotor de dos grados de libertad para pruebas de algoritmos de control
Autor : Altamirano Masache, Mateo Franklin
Morillo Zhunio, Eddy Jeancovy
Director de Tesis: Zapata Chancusig, Byron Ricardo
Resumen traducido: The present graduation project focuses on the design and implementation of a two-degree-of-freedom rotor to be used as an educational tool in teaching control theory in engineering. With this objective in mind, an alternative design is proposed for the construction of the prototype, which has inputs and outputs that allow the application of control algorithms. For the development of the prototype, we start with the analysis of existing rotor models and the study of their components, through which parameters for the design are obtained. This is presented in Chapter 1, along with the theory of controllers that allows understanding how to stabilize the two-degree-of-freedom rotor. Chapter 2 presents the analysis of three design alternatives to evaluate the most viable option based on rating criteria, which enables obtaining a model that aligns with the project's objectives. Using Inventor software tools, the parts that will make up the rotor are designed and evaluated. A finite element analysis is performed to determine the feasibility of constructing the rotor with the proposed materials, which is presented in Chapter 3. Chapter 4 presents the obtained model, represented by a transfer function that shows the rotor's response to the input signals. Based on this, a control algorithm is designed and subjected to a series of tests to verify its proper functioning in the face of variations in reference values and physical disturbances. To conclude the document, the conclusions and recommendations obtained from the development of this graduation project are presented.
Resumen : El presente proyecto de titulación se enfoca en el diseño e implementación de un rotor de dos grados de libertad para ser utilizado como herramienta educativa en la instrucción de teoría de control en ingeniería. Con este objetivo en mente, se propone una alternativa de diseño para la construcción del prototipo que posea entradas y salidas que permitan la aplicación de algoritmos de control. Para el desarrollo del prototipo, se parte del análisis de modelos de rotor existentes y el estudio de sus componentes, mediante los cuales se obtienen parámetros para el diseño. Esto se presenta en el capítulo 1, junto con la teoría de controladores que permiten conocer cómo estabilizar el rotor de dos grados de libertad. En el capítulo 2 se presentan el análisis de 3 alternativas de diseño, para evaluar la opción más viable mediante criterios de calificación, lo cual permite obtener un modelo que se ajuste a los objetivos del proyecto. Utilizando las herramientas del software Inventor, se diseñan y evalúan las partes que conformarán el rotor. Se realiza un análisis por método de elementos finitos para determinar la viabilidad de construcción del rotor con los materiales propuestos, lo cual se presenta en el capítulo 3. En el capítulo 4 se presenta el modelo obtenido, el cual es representado por una función de transferencia que muestra la respuesta del rotor a las señales enviadas. Con base en esto, se diseña un algoritmo de control que se someterá a una serie de pruebas para verificar su correcto funcionamiento frente a variaciones en los valores de referencia y perturbaciones físicas. Para finalizar el documento, se presentan las conclusiones y recomendaciones obtenidas de la elaboración de este proyecto de titulación.
Palabras clave : MECATRÓNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
INGENIERÍA DE PROTOTIPOS
ROTORES
ALGORTIMOS
Fecha de publicación : sep-2023
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25969
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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