Trabajo Práctico No. 2
Identificación del Sistema Masas-Resortes-Amortiguador


  1. Objetivos
    • Que el alumno adquiera experiencia en los distintos aspectos involucrados en el diseño de experimentos de identificación sobre un sistema real.
    • Que el alumno se familiarice con el funcionamiento del equipo de experimentación Masas-Resortes-Amortiguador del Laboratorio de Control.
    • Que el alumno se familiarice con la problemática de identificación de parámetros físicos de un sistema real.
    • Que el alumno utilice técnicas de identificación con enfoque de error de predicción, de subespacio, de bases ortonormales y de análisis de la respuesta transitoria para la estimación de modelos lineales tipo caja negra, caja gris y caja blanca, de un sistema físico real (sistema Masas-Resortes-Amortiguador).
  2. Desarrollo
    En este Trabajo Práctico se propone la identificación de los parámetros físicos, y de modelos lineales caja negra del Equipo Masas-Resortes-Amortiguador del Laboratorio de Control que se representa en la Figura 1.

    Sistema Masas-Resortes-Amortiguador
    Figura 1: Sistema Masas-Resortes-Amortiguador.

    Se considerará la disposición del equipo representada en la Figura 2.

    masas_resortes
    Figura 2: Configuración del Sistema Masas-Resortes-Amortiguador.


    Se asume que las masas de las pesas son conocidas y con valores M1 = M2 = 2 Kg.
  3. Resultados:
    • Se deberán diseñar y realizar experimentos de identificación basados en el análisis de la respuesta transitoria, que posibiliten la estimación de los parámetros del sistema: K1 y K2 (constantes de los resortes), Mc1 y Mc2 (masas de los carritos), b (coeficiente de rozamiento viscoso), y KM (constante de conversión tensión-fuerza del motor).
    • Se deberán diseñar y realizar experimentos de identificación con el enfoque de error de predicción y estructura caja gris que posibiliten la estimación de los parámetros mencionados en el item anterior.
    • Se deberá realizar la identificación de modelos lineales tipo caja negra, usando los siguientes métodos de identificación: subespacio, estima de mínimos cuadrados con modelo ARX y bases ortonormales.
    • Se deberá realizar un informe de los resultados obtenidos, incluyendo
      • la descripción de los experimentos realizados
      • el desarrollo teórico donde se detalla cómo los parámetros pueden ser estimados
      • las gráficas de los datos medidos sobre el sistema real
      • los modelos estimados con los distintos métodos
      • una comparación de los distintos modelos estimados para distintos conjuntos de datos de validación
      • toda información que considere relevante.


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