Modelado electro-mecánico - Enciclopedia

El propósito del modelado electromecánico es modelar y simular un sistema electromecánico, de manera que sus parámetros físicos puedan ser examinados antes de construir el sistema real. La estimación de parámetros utilizando diferentes teorías de estimación, combinadas con experimentos físicos y la realización física mediante la evaluación adecuada de los criterios de estabilidad del sistema en su conjunto, es el objetivo principal del modelado electromecánico. El modelo matemático impulsado por la teoría puede ser utilizado o aplicado a otros sistemas para juzgar el rendimiento del sistema conjunto como un todo. Esta es una técnica bien conocida y comprobada para diseñar grandes sistemas de control para sistemas complejos multidisciplinarios tanto industriales como académicos. Recientemente, esta técnica también se ha utilizado en la tecnología de MEMS.


Diferentes tipos de modelado matemático
El modelado de sistemas mecánicos puros se basa principalmente en el lagrangiano, que es una función de las coordenadas generalizadas y las velocidades asociadas. Si todas las fuerzas se pueden derivar de un potencial, entonces el comportamiento temporal de los sistemas dinámicos está completamente determinado. Para sistemas mecánicos simples, el lagrangiano se define como la diferencia entre la energía cinética y la energía potencial.
Existe un enfoque similar para sistemas eléctricos. Mediante la coenergía eléctrica y cantidades de potencia bien definidas, las ecuaciones de movimiento se definen de manera única. Los corrientes de los inductores y las caídas de voltaje a través de los condensadores juegan el papel de las coordenadas generalizadas. Todas las restricciones, por ejemplo, causadas por las leyes de Kirchhoff, se eliminan de las consideraciones. Después de eso, se debe derivar una función de transferencia adecuada a partir de los parámetros del sistema que, finalmente, gobierna el comportamiento del sistema.
En consecuencia, tenemos cantidades (energía cinética y potencial, fuerzas generalizadas) que determinan la parte mecánica y cantidades (coenergía, potencias) para la descripción de la parte eléctrica. Esto ofrece una combinación de las partes mecánica y eléctrica mediante un enfoque energético. Como resultado, se produce un formato de lagrangiano ampliado.


Véase también
Mecatrónica
Analogías mecánico-eléctricas


Referencias
Dean C. Karnopp; Donald L. Margolis; Ronald C. Rosenberg (1999). System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems. Wiley-Interscience. ISBN 0-471-33301-8.
Sergey Edward Lyshevski (1999). Electromechanical Systems, Electric Machines, and Applied Mechatronics. CRC. ISBN 0-8493-2275-8.
A.F.M. Sajidul Qadir (2013). Electro-Mechanical Modeling of SEDM (Separately Excited DC Motor) & Performance Improvement Using Different Industrial Controllers. Lulu.com. ISBN 978-1-304-22765-2.