Simulación de sistema masa resorte amortiguador en SciLab.

Summary

Este vídeo tutorial explica cómo realizar una simulación de la suspensión de un vehículo usando el software Simulink. Se detalla cómo obtener el modelo matemático, programar la ecuación diferencial correspondiente y configurar el software para visualizar los resultados. Se ilustra el proceso paso a paso, desde la elección de bloques hasta la modificación de parámetros para analizar el comportamiento del sistema.

Takeaways

• 😀 El vídeo enseña cómo realizar una simulación de suspensión usando el software Simulink.
• 🔍 Se explica que la suspensión se modela como un sistema de segundo orden con constantes de masa (m), amortiguamiento (b) y resorte (k).
• 📐 Se detallan las unidades de las constantes en el sistema internacional (kg, N·s/m, N/m) y se menciona la necesidad de conversiones para otros sistemas métricos.
• 💻 Se describe el proceso de programación por bloques en Simulink, comenzando con la descomposición de la ecuación diferencial.
• 🔗 Seguidamente, se muestra cómo conectar bloques para simular la fuerza amortiguadora, la fuerza del resorte y la fuerza externa.
• 📉 Se utiliza el bloque de integral para representar la integración de señales, esencial para obtener la velocidad y la aceleración en la simulación.
• 🔄 Se enfatiza la importancia de visualizar los problemas como señales y de entender cómo estas pasan por los bloques de la simulación.
• 📈 Se incluyen ejemplos de cómo cambiar los parámetros (masa, amortiguamiento, resorte) afectan el comportamiento del sistema en la simulación.
• 📊 Se muestra cómo visualizar los resultados mediante gráficos, utilizando bloques de visualización y ajustes de escala para mejorar la presentación de los datos.
• ⚙️ Se resalta la necesidad de ajustar cuidadosamente los valores numéricos en la simulación para reflejar correctamente el sistema físico que se está modelando.

Q & A

¿Cuál es el propósito principal del video?

El video tiene como propósito enseñar cómo realizar una simulación de la suspensión de un sistema mediante el uso del software Scilab, utilizando su herramienta de programación por bloques.

¿Qué es necesario hacer antes de programar la ecuación diferencial en Scilab?

Es necesario despejar la variable de la derivada de orden máximo en la ecuación diferencial para poder programarla correctamente en Scilab.

¿Qué ecuación se utiliza para la simulación en el video?

La ecuación diferencial utilizada es la aceleración (segunda derivada de y) que es igual a la fuerza menos la fuerza del amortiguador menos la fuerza del resorte, todo ello dividido entre la masa del sistema.

¿Cómo se programa la ecuación diferencial en Scilab?

Se utiliza la programación por bloques, comenzando con la ecuación diferencial despejada, integrando la segunda derivada para obtener la velocidad y luego integrando de nuevo para obtener la posición. Cada uno de los términos (fuerza, amortiguador y resorte) se ponderan con sus respectivas constantes antes de ser sumados.

¿Cuáles son los valores de las constantes utilizadas en el ejemplo?

La masa (m) es 2 kg, la constante de amortiguamiento (b) es 0.5 N·s/m, y la constante del resorte (k) es 0.25 N/m.

¿Qué representa el bloque de integrador en el contexto del sistema?

El bloque de integrador en Scilab reduce el orden de la derivada, es decir, convierte la aceleración en velocidad, y luego la velocidad en posición, ayudando a modelar el comportamiento dinámico del sistema.

¿Cómo se visualizan los resultados de la simulación?

Los resultados de la simulación se visualizan usando un bloque gráfico llamado 'Scope' en Scilab, que muestra las variables como la posición y la velocidad en función del tiempo.

¿Cómo afecta el cambio en la masa o en la constante de amortiguamiento al comportamiento del sistema?

Cambiar la masa o la constante de amortiguamiento afecta el comportamiento del sistema. Por ejemplo, una masa menor genera oscilaciones más pequeñas, mientras que un mayor amortiguamiento elimina las oscilaciones, y la ausencia de amortiguador produce oscilaciones perpetuas.

¿Qué ajuste se hace para mejorar la visualización del gráfico en Scilab?

Para mejorar la visualización del gráfico, se ajusta el autoescalado de los ejes y se etiquetan las unidades de los ejes, indicando metros para el desplazamiento y segundos para el tiempo.

¿Qué advertencia se menciona al cambiar los parámetros del sistema durante la simulación?

Se advierte que cualquier cambio en los parámetros del sistema, como la masa, debe hacerse con cuidado y en todos los elementos correspondientes. Dejar un parámetro sin actualizar puede generar resultados incorrectos en la simulación.