ficha tecnica codi levitador magnético anteproyecto montes to cat mayo 03

17
1 Universidad de Antioquia Vicerrectoría de Investigación VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIÓN Actualización FICHA TÉCNICA CONVOCATORÍA Día Mes Año 02 03 2012 La ficha técnica, de una extensión máxima de seis páginas, debe contener la información más relevante del proyecto y dialogar con las observaciones de los pares evaluadores; éste es el documento que recibe el jurado final del CODI. Anexe las observaciones de los pares evaluadores. Título completo del proyecto Modelización, Diseño y Propuesta de Control de Levitador Magnético MIMO mediante Elementos Finitos y Modelización de Sistema de Cojinetes Magnéticos para Sistema Rotatorio. Selección el área de conocimiento más cercana a su investigación en la que se inscribe el proyecto Ciencias Agrarias Ciencias Exactas y de la Tierra Ingenierías X Ciencias Biológicas Ciencias Humanas Lingüística Letras y Artes Ciencias de la Salud Ciencias Sociales Aplicadas Otros. Indique cuál Centro de investigación que tramita el proyecto Centro de Investigaciones Ambientales y de Ingeniería. Grupo de investigación que avala el proyecto GEPAR (Grupo de Electrónica de Potencia, Automatización y Robótica) Código Colciencias del Grupo Última clasificación Colciencias B Año: 2011 Programa académico que apoya el proyecto* Ingeniería Electrónica Nombre del investigador principal Juan Esteban Martínez Pabón (ASESOR) José Alejandro Montes Romero. Documento de identidad Dependencia del investigador principal Ingeniería Electrónica Convocatoria a la que se presenta Menor Cuantía Duración del proyecto (en meses) 5 meses Resumen del presupuesto en millones Rubros FUENTES DE FINANCIACIÓN Total CODI 1 APORTE U. de A. APORTE EXTERNO(GEPAR) indique la dependencia o grupo de investigación indique la entidad

Upload: miguel-osorio-henao

Post on 22-Sep-2015

20 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Levitador

TRANSCRIPT

  • 1

    Universidad de Antioquia Vicerrectora de Investigacin

    VICERRECTORA DE INVESTIGACIN Actualizacin

    FICHA TCNICA CONVOCATORA

    Da Mes Ao

    02 03 2012

    La ficha tcnica, de una extensin mxima de seis pginas, debe contener la informacin ms relevante del proyecto y dialogar con las observaciones de los pares evaluadores; ste es el documento que recibe el jurado final del CODI.

    Anexe las observaciones de los pares evaluadores.

    Ttulo completo del proyecto

    Modelizacin, Diseo y Propuesta de Control de Levitador Magntico MIMO mediante Elementos Finitos y Modelizacin de Sistema de Cojinetes Magnticos para Sistema Rotatorio.

    Seleccin el rea de conocimiento ms cercana a su investigacin en la que se inscribe el proyecto

    Ciencias Agrarias Ciencias Exactas y de la Tierra Ingenieras

    X

    Ciencias Biolgicas Ciencias Humanas Lingstica Letras y Artes

    Ciencias de la Salud Ciencias Sociales Aplicadas Otros. Indique cul

    Centro de investigacin que tramita el proyecto Centro de Investigaciones Ambientales y de

    Ingeniera.

    Grupo de investigacin que avala el proyecto

    GEPAR (Grupo de Electrnica de Potencia,

    Automatizacin y Robtica)

    Cdigo Colciencias del Grupo

    ltima clasificacin Colciencias B Ao: 2011

    Programa acadmico que apoya el proyecto* Ingeniera Electrnica

    Nombre del investigador principal

    Juan Esteban Martnez Pabn (ASESOR)

    Jos Alejandro Montes Romero.

    Documento de identidad

    Dependencia del investigador principal Ingeniera Electrnica

    Convocatoria a la que se presenta Menor Cuanta

    Duracin del proyecto (en meses) 5 meses

    Resumen del presupuesto en millones

    Rubros

    FUENTES DE FINANCIACIN

    Total CODI

    1

    APORTE U. de A.

    APORTE EXTERNO(GEPAR)

    indique la dependencia o grupo de investigacin

    indique la entidad

  • 2

    Personal $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Pasantas $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Jvenes inv. Colciencias $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Eventos $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Servicios tcnicos $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Material fungibles $ 0 $ 0 $ 100.000 $ 100.000

    Equipos $ 0 $ 0 $ 1.500.000(Computador) $ 1.500.000

    Telecomunicaciones $ 0 $ 0 $ (internet) $ 0

    Trabajo de campo $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Software $ 0 $ 0 $ 1.400.000(flexpde upgrade from 2D to 3D)

    $ 1.400.000

    Publicaciones $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Bibliografa $ 0 $ 0 $200.000 $ 200.000

    TOTAL $ 0 $ 0 $ 0 $ 3.200.000

    *Especialmente para proyectos de investigacin de mediana cuanta

    I. MARCO TEORICO

    La presente propuesta de investigacin, tal como su ttulo lo indica, est orientada a

    obtener un modelo matemtico de un sistema de levitacin magntica usando el mtodo

    de Elementos Finitos (MEF, en ingls: FEA, FEM). Generalmente este tipo de sistemas se

    modela a partir de dos ejes principales: el primero est relacionado con las leyes de

    Newton y la teora electromagntica; el segundo tipo de modelamiento est basado en el

    mtodo de los Elementos Finitos. Se propone en el presente trabajo desarrollar un anlisis

    basado en el segundo mtodo (MEF) por ser ste de mayor precisin y de mejor ajuste a la

    realidad del sistema. Por otra parte resulta de enorme atraccin porque permite al usuario

    el aumento de la resolucin en el resultado final, es decir, se puede lograr un resultado

    aproximado o una solucin exacta de las ecuaciones que rigen el comportamiento del

    sistema en consideracin, adems es llamativo porque contrario a sus homlogos el MEF

    respeta la geometra del sistema considerado, permitiendo obtener resultados ms

    cercanos al comportamiento real del objeto de anlisis.

    Descripcin bsica del mtodo de Elementos Finitos.

    En ingeniera, una de las maneras como se describen los sistemas fsicos es a partir de un

    modelo matemtico determinado por ecuaciones diferenciales y condiciones de frontera

    nicas para cada situacin. El MEF consiste de una transformacin de tal planteamiento de

    clculo diferencial e integral a un problema de forma matricial, es decir, un problema de

    algebra lineal fundamentado en las mismas ecuaciones constitutivas iniciales. El mtodo

    es fcilmente adaptable a cualquier problema en dos o tres dimensiones y permite la

    introduccin de dominios de clculo complejos.

    El MEF comienza por dividir el objeto de estudio en un nmero elevado de subdominios

    no-intersectantes entre s denominados elementos finitos, al final del proceso de clculo

    se obtiene un resultado exacto al de las ecuaciones diferenciales iniciales para un nmero

  • 3

    finito de puntos denominados nodos este resultado se interpola al resto del dominio

    donde en este caso la solucin ser aproximada. Los nodos forman una red, denominada

    malla formada por retculos. Cada uno de los retculos contenidos en dicha malla es un

    elemento finito. El conjunto de nodos se obtiene dividiendo la estructura u objeto de

    estudio en elementos de forma variada (pueden ser superficies, volmenes y barras). [9]

    Una importante propiedad destacada en el MEF es la convergencia: cuando son

    consideradas particiones de elementos finitos sucesivamente ms finas, el resultado

    calculado converge rpidamente hacia la solucin exacta del sistema de ecuaciones, a

    cambio de un aumento considerable en el nmero de clculos.

    Para llevar a cabo un clculo mediante un programa MEF desde el punto de vista de la

    programacin algortmica modular se requieren las siguientes tres etapas fundamentales:

    1) Preproceso: En esta etapa se definen aspectos como la geometra relacionada con el

    objeto de estudio, generacin de la malla en relacin a los nodos, condiciones de

    frontera y asignacin de propiedades a los materiales y otras propiedades.

    2) Clculo: El MEF es un mtodo que permite obtener resultados cercanos a la

    realidad, esta ventaja en parte radica en el hecho de que el MEF multiplica

    abundantemente el nmero de clculos y de ecuaciones con base al planteamiento

    inicial. Esto exige que adems del mtodo se haga necesario el uso de un paquete o

    software que permita agilidad en los clculos, en este proyecto el paquete

    considerado es Flexpde.

    Se propone Flexpde como software para la simulacin en elementos finitos por las

    siguientes razones fundamentalmente:

    i. El costo es significativamente inferior al que tienen otros paquetes similares,

    e.g. Comsol Multiphysics.

    ii. Permite la simulacin de diversos sistemas fsicos tal como lo hacen otros

    paquetes similares pero ms costosos. Entre los problemas que permite

    simular se encuentran: sistemas electromagnticos, fluidos, transferencia de

    calor, reacciones qumicas, difusin, entre otros.

    iii. Actualmente se tiene disponible una licencia 2D de Flexpde, se desea en un

    futuro con la consecucin de algunos recursos hasta ahora faltantes dar un

    paso a la licencia 3D que por razones obvias ofrecera mayores prestaciones

    que la actual.

    3) Postproceso: Para esta etapa se calculan magnitudes derivadas de los valores

    obtenidos para los nodos, tambin tienen lugar operaciones de suavizado,

    interpolacin e incluso determinacin de errores de aproximacin. [9]

    En la figura 1 apreciamos una interfaz CAD tpica, bidimensional (2D), con simetra axial,

    que resulta al aplicar el mtodo FEM con el paquete de simulacin Flexpde. Esta figura

  • 4

    proviene entonces de aplicar las tres etapas anteriormente descritas. El problema

    considerado aqu fue la simulacin de un sistema SISO de levitacin con esfera.

    Figura 1. Simulacin en Flexpde para el sistema SISO para levitador magntico con esfera. Vase literal A

    a continuacin. [1]

    II. MODELOS DE SISTEMAS DE LEVITACION MAGNETICA.

    En la fecha actual, la levitacin magntica es por s misma atractiva por el solo impacto

    visual que produce cualquier demostracin que la relacione. Pero es conveniente resaltar

    en este punto varias de sus aplicaciones fundamentales, que la hacen un campo de estudio

    atractivo:

    En el campo educacional los sistemas de levitacin magntica permiten exponer

    conceptos bsicos y avanzados de teora de control, teora y diseo

    electromagntico, dinmica, entre otras. [2]

    En el mbito industrial estos sistemas se extienden en el amplio campo de los

    sistemas rotatorios de donde surgen aplicaciones como son los cojinetes

    magnticos, sistemas de transporte de altas prestaciones, refrigeracin magneto

    calrica. [2]

  • 5

    Actualmente existen diversos desarrollos de sistemas de levitacin que pueden ser

    enmarcados en la teora de control moderno conforme a sus entradas y salidas y que

    sirven como un punto de apoyo para el desarrollo de la presente propuesta, de tales

    desarrollos se har un breve comentario a continuacin.

    A. SISTEMA SISO

    El sistema SISO (de las siglas en ingls: una entrada, una salida) tiene importancia en este

    desarrollo por cuanto es el sistema bsico que permite hacer una extensin al ms

    complejo sistema MIMO (mltiples entradas, mltiples salidas).

    Figura 2: Componentes bsicos del levitador magntico de esfera. [2]

    Hurley y Wlfle proponen un modelo SISO donde el objeto a levitar es una esfera de acero

    slida, tal como se aprecia en la figura 2. De acuerdo a este modelo la inductancia de la

    bobina vara de acuerdo a la posicin de la bola de la siguiente manera:

    L1 es la inductancia cuando no existe la bola en el sistema, L1+L0 es la inductancia cuando

    la esfera hace contacto con la bobina, de modo que la inductancia de la bobina est

    oscilando entre L1 y L1+L0. As que L0 es el mximo exceso de inductancia que produce la

    esfera.

    En el modelo se define adems:

    W= Co-energa magntica del sistema, es decir la energa inherente al mismo.

    i= Corriente que circula por la bobina.

    x= Separacin entre la bobina y la esfera.

    a= Se denomina constante de longitud en este modelo.

  • 6

    (1)

    (2)

    Resultando en este modelo que la fuerza f que acta sobre la esfera est dada por:

    (3)

    Oliveira [4] desarrolla un modelo SISO similar al de Hurley y su equipo pero en lugar de

    utilizar un modelo basado en la funcin exponencial utiliza un funcin cuadrtica

    dependiente de la distancia. Arrendondo [5] y su grupo de trabajo proponen un modelo

    similar para la fuerza magntica al desarrollado por Oliveira [4] pero lo aplica al ms

    complejo sistema MIMO rotatorio.

    B. SISTEMA MIMO (Sistema a modelar en MEF)

    a) Con discos cilndricos de neodimio.

    En la figura 3 se muestra el esquema de un Levitador magntico MIMO, donde los objetos

    a levitar son dos discos cilndricos, y los actuadores son la bobina superior y la bobina

    inferior. Este sistema sirve como una primera aproximacin a sistema de cojinetes

    magnticos.

    Dado que los objetos levitados son discos, las fuerzas magnticas (fmb) son proporcionales

    a la corriente y no al cuadrado de la magnitud de esta, como se muestra en el siguiente

    conjunto de ecuaciones diferenciales de primer orden que representan la dinmica de este

    sistema [3] obtenido mediante el modelo amperiano: aqu las variables de estado son x1

    como la posicin del imn inferior respecto a la bobina superior, x3 es la velocidad de este

    imn, x2 es la posicin del imn superior con respecto a la bobina inferior y x4 la velocidad

    de este ltimo imn. Adems en este modelo se representan los magnetos como corrientes

    sobre la superficie externa de los mismos sin considerar la geometra real que les compete,

    por lo que se desea modelar el sistema mediante elementos finitos el cual s incluye la

    geometra como funcin del resultado final.

    En el clculo de fuerzas el mtodo FEM utiliza mtodos como son: el Tensor de Tensiones

    de Maxwell, Trabajo Virtual y Fuerza de Lorentz [10].

  • 7

    Figura 3: Levitador magntico MIMO de discos de neodimio. [1]

    (4)

    (5)

    (6)

    (7)

    (8)

    (9)

    (10)

    (11)

    (12)

  • 8

    b) Con esferas de Neodimio. Es otro ejemplo que puede ser interesante ya que

    muestra como la geometra del objeto levitado afecta el modelo. En el caso de la esfera

    las ecuaciones tienen trminos cuadrticos cosa que no ocurre cuando son discos. Esto

    es una diferencia importante con la que se busca explorar qu efectos trae en el

    comportamiento del sistema controlado y no controlado.

    Este referente [7] utiliza para disear un control difuso Tagaki Sugeno, una planta

    similar al sistema MIMO con discos tal como se expuso en el anterior literal pero aqu

    la diferencia consiste en que este sistema es MISO (mltiples entradas, una salida) y el

    objeto levitado es una esfera. El modelo no lineal del sistema muestra que las fuerzas

    magnticas tambin estn modeladas mediante exponenciales similar al modelo

    encontrado por los autores de la referencia [3] con la diferencia que las fuerzas son

    proporcionales al cuadrado de la corriente que circula por las bobinas como se puede

    observar en las ecuaciones 17 y 18 para las fuerzas fem1 y fem2 donde x3 y x4 son las

    corrientes para las bobinas superior e inferior respectivamente. As que este referente

    [7] puede ser til para disear un controlador difuso para el sistema de levitacin

    magntico MIMO mostrado en al figura 3

    Figura 4: diagrama de control para levitador con esfera. [2]

    (13)

    (14)

    (15)

    (16)

  • 9

    (17)

    (18)

    (19) [7]

    C. SISTEMA MIMO ROTATORIO (Similar a motor elctrico con cojinetes

    magnticos activos)

    Se tiene en cuenta en este literal lo concerniente a cojinetes magnticos por cuanto es

    una factible y llamativa aplicacin industrial que se fundamenta en la teora de

    levitacin magntica a la que apunta el presente proyecto.

    Los cojinetes magnticos son rodamientos que utilizan una fuerza magntica para

    sostener partes de mquinas, sin tener contacto real con la parte de s mismo

    mientras la mquina est en funcionamiento. La fuerza magntica deber ser lo

    suficientemente fuerte que permita levitar la pieza de la mquina involucrada,

    adems de que este se mueva mientras se encuentra suspendido en el aire. Con lo

    anterior se logra eliminar la friccin entre la pieza y la mquina misma, adems de

    lograr un ahorro considerable en mantenimiento de la mquina y gastos de

    lubricacin de la misma.

    Sobre el sistema citado en este literal se desean proponer los primeros modelos en

    MEF para una planta ms cercana al caso de un motor elctrico, e.g motor de

    induccin. Resulta llamativo este desarrollo debido a que una de las aplicaciones de

    los cojinetes magnticos activos es en motores elctricos con el fin de reducir la

    friccin en la rotacin y con ello aumentar la eficiencia de funcionamiento del

    equipo.

    En Arredondo [5] se presenta el modelamiento de un sistema comercial para

    educacin, de suspensin magntica para un sistema rotatorio, que se muestra en la

    figura 5. Esta modelizacin se realiza mediante elementos finitos. En la figura 6 se

    ilustra un esquema del sistema mencionado donde se pueden apreciar los dos

    cojinetes magnticos, en este corte longitudinal del objeto levitado que es un eje se

    puede concluir que la configuracin guarda similitud con la configuracin del

    sistema MIMO mostrado en la figura 3 pero ahora el objeto a levitar adems de ser

    cilndrico (eje) se ubica longitudinalmente y se hace rotar mediante aire comprimido.

  • 10

    Figura 5: prototipo MBC 500 rotor dynamics. [4]

    Figura6: Esquema interno del MBC 500. [4]

    III. PROPUESTAS DE CONTROLADORES INDICANDO VENTAJAS Y POSIBLES

    DESVENTAJAS:

    Se estudiar la conveniencia de los siguientes controladores para los el sistema MIMO

    uniaxial de levitacin magntica (figura 3).

    A. Control PID y adaptativo para sistema rotatorio. [5]

    Permite manipulacin de perturbaciones.

    B. Control por modos deslizantes [6]

    Aporta robustez ante perturbaciones cuando estas tienen cotas conocidas.

    C. Control difuso Takagi Sugeno [7]

    Alta tolerancia al ruido, permite gran precisin, no se requiere un modelo preciso del

    sistema a controlar, permite evaluar gran nmero de variables, alta velocidad de

    respuesta.

  • 11

    Cabe reconocer que existe un estrecho compromiso entre velocidad, precisin y

    flexibilidad lo cual puede incrementar costos.

    D. Control con Filtro Kalman.[8]

    Evita la influencia de posibles cambios estructurales en la estimacin debido a que tiene

    una memoria del proceso de control desde su principio. Permite hacer predicciones sobre

    el estado del modelo tanto pasadas, presentes y futuras.

    Exige un conocimiento amplio en teora de probabilidades.

    DESCRIPCIN DEL PROYECTO

    1. LNEA, PROGRAMA O AGENDA DE INVESTIGACIN EN LA QUE SE

    INSCRIBE EL PROYECTO

    Este proyecto se inscribe en la lnea de investigacin de modelamiento de sistemas

    dinmicos fsicos mediante elementos finitos como tambin en el control de estos

    sistemas.

    2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    La levitacin magntica es til en los sistemas dinmicos ya que disminuye la

    friccin y por tanto permite la optimizacin de estos sistemas como en los volantes

    (para el almacenamiento de energa), ventiladores, motores, bombas elctricas y

    sistemas de transporte. Los sistemas electromagnticos y mecnicos que realizan

    esta funcin con frecuencia se les denomina en la literatura cojinetes magnticos

    activos. El anlisis y modelado de estos sistemas es posible realizarlo con gran

    eficiencia mediante el mtodo numrico de elementos finitos como lo demuestra la

    literatura y la oferta de software, entre ellos Flexpde y Comsol Multiphysics. Este

    modelamiento numrico permitira tener los modelos de los sistemas dinmicos con

    mucha mayor exactitud a su geometra real y parmetros que los que ofrece con

    frecuencia el modelamiento analtico, as pues el tipo de modelado propuesto

    conducira a tener los sistemas deseados modelados (denominada planta en el argot

    de sistemas de control) en una plataforma que luego se podra interfazar con las

    respectivos algoritmos de control, dando lugar a simulaciones ms cercanas a la

    realidad.

    Este tipo de proyecto puede fcilmente conducir a iniciativas de mayor

    envergadura y presupuesto como es el anlisis y diseo de sistemas de

    refrigeracin magneto calrica.

    Nuestro propsito con este proyecto es la realizacin de investigaciones

    interdisciplinarias que permitan una mayor apropiacin del conocimiento como

  • 12

    tambin proyectos ms acordes a las necesidades regionales, nacionales e

    internacionales tal como lo propone el plan de desarrollo de la universidad de

    Antioquia 2006 2016.

    3. OBJETIVOS DEL PROYECTO

    Objetivo General:

    Disear Levitador magntico MIMO mediante Simulaciones en Elementos Finitos

    (Flexpde) y Propuesta de control de este sistema dinmico.

    Objetivos Especficos:

    Modelar sistema MIMO de levitacin magntica (figura 3) mediante

    simulaciones en FEM (FLEXPDE)

    Comparar este modelamiento con el modelamiento terico realizado en el

    pasado (mtodo amperiano).

    Mediante el modelo obtenido proponer un diseo de las dimensiones de las

    bobinas, magnetos y distancias entre los mismos.

    Proponer sistema de Control para el sistema MIMO (figura 3) diseado en el

    primer objetivo especfico.

    Proponer Modelamiento en Flexpde basada en objetivos 1 y 2 para un

    sistema de cojinetes magnticos activos AMB (Active magnetic bearing) de

    un sistema rotatorio.

    4. METODOLOGA PROPUESTA

    Determinacin del modelo del Levitador magntico MIMO mostrado en la

    figura 3 mediante el software Flexpde basado en el mtodo de elementos

    finitos.

    Consulta del estado del arte de la modelizacin de los sistemas de levitacin

    magntica MIMO mostrados en la figura 3 y para sistemas rotantes (motores

    elctricos)

    Determinacin del modelo analtico mediante los resultados dados por

    elementos finitos.

    Extrapolacin de los resultados del primer sistema de levitacin magntica

    (figura 3) a los sistemas de levitacin magntica con ejes rotantes.

    Estudio de varios controladores, seleccin de uno de ellos y simulacin con

    el modelo obtenido.

    5. RESULTADOS ESPERADOS

  • 13

    Modelo de la planta de levitacin magntica mostrado en la figura 3

    Modelo de una planta de levitacin magntica con eje rotante similar a un

    motor elctrico seleccionado.

    Simulaciones en Matlab del sistema de control seleccionado con los

    modelos no lineales y/o lineales de las plantas modelizadas.

    PRESUPUESTO GLOBAL DEL PROYECTO

    Rubros

    FUENTES DE FINANCIACIN

    Total CODI

    1

    UDEA: indique la dependencia o grupo de investigacin

    Recursos externos:indique la entidad

    Rec. Fresco

    Rec. Especie Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Personal $ 0 $ 0 $1.450.000 $ 0 $ 0 $1.450.000

    Pasantas $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Jvenes investigadores Colciencias

    $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Eventos $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Servicios tcnicos $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Material fungibles $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 100.000

    Equipos $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 1.900.000

    Telecomunicaciones $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Trabajo de campo $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Software $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 3.590.000

    Publicaciones $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0

    Bibliografa $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 100.000

    SUBTOTAL $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 7.140.000

    Administracin 3% $ 0 $ 214.200

    TOTAL $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 7.354.200

    DESCRIPCIN DE LOS GASTOS EN PERSONAL

    NOMBRE DEL INVESTIGADOR

    FUNCIN EN EL PROYECTO

    DEDICACIN

    FUENTES

    horas/se CODI UDEA ENTIDAD TOTAL

  • 14

    DESCRIPCIN DE EQUIPOS

    EQUIPO JUSTIFICACIN

    FUENTES

    TOTAL CODI

    UDEA ENTIDAD

    Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Computador

    Computador para

    instalar el software

    de Elementos finitos

    y realizar todo el

    proceso de diseo y

    simulacin $1.500.000 $ 1.500.000

    Monitor Monitor de

    dimensiones

    apropiadas para

    CAD $400.000

    $ 400.000

    $ 0

    $ 0

    $ 0

    $ 0

    TOTAL $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 1.900.000

    mana Rec. Fresco

    Rec. Especie Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Juan Esteban Martnez Pabn

    Asesor de Proyecto de Grado de Investigacin 4 $1.450.000 $ 1.450.000

    Jos Alejandro Montes Romero

    Estudiante en Formacin No 1 10 $ 0

    $ 0

    TOTAL 43 $ 0 $ 0 $ 1.450.000 $ 0 $ 0 $ 1.450.000

  • 15

    DESCRIPCIN DE OTROS RUBROS

    OTROS RUBROS JUSTIFICACIN

    FUENTES

    TOTAL CODI

    UDEA ENTIDAD

    Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Rec. Fresco

    Rec. Especie

    Material fungible

    Papel, tinta de

    impresora,

    lapiceros, etc.

    $ 100,000 $ 100,000

    Seguros de equipos $ 0

    Telecomunicaciones y acceso a Internet

    $ 0

    Trabajo de campo $ 0

    Software FEM Flexpde 6.0 2D $ 1.790.000 $ 1.790.000

    Actualizacin Software FEM (tentativo)

    Flexpde 6.0 2D a 3D

    $ 1,800,000 $ 1,800,000

    Bibliografa

    Libros necesarios

    para el estudio

    terico inicial.

    $ 100.000 $ 100.000

    $ 0

    TOTAL $ 6,000,000 $ 0 $ 0 $ 0 $ 0 $ 3,790,000

  • 16

    6. CRONOGRAMA

    Actividad

    1

    2

    3

    4

    5

    Identificacin de teoras y herramientas

    computacionales para la modelacin

    del sistema electromagntico y

    mecnico

    Modelacin del sistema dinmico.

    Modelacin y simulacin del diseo de

    los sistemas de controles lineales y/o no

    lineales.

    Optimizacin

    Redaccin de Informes

    mensuales

    Elaboracin de artculo para publicar

    7. COMPROMISOS Y ESTRATEGIA DE COMUNICACIN

    Los compromisos del estudiante consisten en cumplir con los objetivos planteados

    para este proyecto y publicar los resultados obtenidos en una publicacin C, B A

    en el boletn que proyecta publicar el grupo GEPAR en forma seriada y con ISSN.

    8. FUNCIONES DEL ESTUDIANTE

    Realizar los objetivos de este proyecto con la asesora del profesor.

  • 17

    9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS (Opcional)

    1. Tomado de la presentacin del seminario realizado en el Proyecto codi mc08-1-01.

    Investigador principal: Juan E. Martnez. Joven investigador: Carol L. Bedoya.

    2. W. G. Hurley y W. H. Wlfle. Electromagnetic Design of a Magnetic Suspension

    System. IEEE Transactions on education. Vol 40, 1997. pp 124 130.

    3. Juan E. Martnez y Carol L. Bedoya. Modelo dinmico no lineal y lineal para una

    planta de levitacin magntica uniaxial a partir de principios magnetostticos. En

    proceso de Evaluacin Revista de Ingeniera UdeA, 2012.

    4. V. Oliveira, E. Costa, and J. Vargas. Digital Implementation of a Magnetic

    Suspension Control System for Laboratory Experiments. IEEE transactions on

    education, vol. 42, no. 4, noviembre 1999.

    5. Arredondo, J. Jugo, S. Alonso-Quesada, I. Lizarraga, y V. Etxebarria. Modelizacin,

    Anlisis y Control de Sistemas de Cojinetes Magnticos Activos. Revista

    Iberoamericana de Automtica e Informtica Industrial. Vol. 5, Nm. 4, Octubre 2008,

    pp. 17-27.

    6. M.Aliasghary, A.Jalilvand, M. Teshnehlab, M. Aliyari Shoorehdeli. Sliding Mode

    Control of Magnetic Levitation System Using Radial Basis Function Neural

    Networks. IEEE, 2008.

    7. Claudia-Adina Dragos, Stefan Preitl , Radu-Emil Precup , Raul-Gherasim Bulzan,

    Claudiu Pozna y Jozsef K. Tar. Takagi-Sugeno Fuzzy Controller for a Magnetic

    Levitation System Laboratory Equipment. IEEE International Joint Conferences on

    Computational Cybernetics and Technical Informatics (ICCC-CONTI 2010) May

    27-29, 2010.

    8. Jos Gregorio Daz, Ana Mara Mejas y Francisco Arteaga. Aplicacin de los

    Filtros de Kalman a sistemas de control. Facultad de Ingeniera UC.

    9. Wikipedia. Mtodo de los elementos finitos [en lnea].

    . [Citado en 4 de

    noviembre de 2011].

    10. AC/DC user guide. Comsol. Versin 3.5. pag. 55. 2008.