Ao de la Diversificacin Productiva y Fortalecimiento de la Educacin

FACULTAD: INGENIERAE.A.P. : MECNICA

TEMA: APLICACIONES DEL SOFTWARE MATLAB EN INGENIERA MECNICA

CURSO: SIMULACIN NUMRICAESTUDIANTE: RODRGUEZ CAVERO STEVEN MICHAEL

CICLO: V

DOCENTE: GIOVENE PEREZ CAMPOMANES

NUEVO CHIMBOTE PER2015

NDICE

INTRODUCCIN..Pg. 1

APLICACIONESPg.5

I. aproximacin y errores de redondeo..Pg.5

II. sistema de ecuaciones..Pg. 7

III. ecuaciones diferenciales.Pg. 8

PAPER ACERCA DE LA APLICACIN DE Pg. 9MATLAB EN INGENIERA

INTRODUCCINMATLAB es un entorno de computacin tcnica que posibilita la ejecucin del clculo numrico y simblico de forma rpida y precisa, acompaado de caractersticas grficas y de visualizacin avanzadas aptas para el trabajo cientfico y la ingeniera. MATLAB es un entorno interactivo para el anlisis y el modelado que implementa ms de 500 funciones para el trabajo en distintos campos de la ciencia.Por otra parte, MATLAB presenta un lenguaje de programacin de muy alto nivel basado en vectores, arrays y matrices.Adems, el entorno bsico de MATLAB se complementa con una amplia coleccin de toolboxes que contienen funciones especficas para determinadas aplicaciones en diferentes ramas de las ciencias y la ingeniera.La arquitectura de MATLAB es abierta y ampliamente extensible, permitiendo la relacin con Excel, C, Fortran y otras aplicaciones externas muy utilizadas e importantes. Entre otras cosas, el cdigo escrito en lenguaje de MATLAB puede ser traducido a C de forma inmediata.MATLAB tambin permite la operatividad entre plataformas posibilitando trabajar con distintos sistemas operativos y relacionar el trabajo realizado en las distintas plataformas.MATLAB es un software en continuo crecimiento y muy adaptable a los avances cientficos y al trabajo en laboratorios I+D, que resuelve los problemas que presenta la ingeniera en el desarrollo de productos innovadores.En el campo de las Comunicaciones, MATLAB permite realizar modelado y diseo de sistemas DSP, trabajar con sistemas conmutados, con telefona fija/mvil o ADSL y con modelado de canal/emisor/receptor.En el campo de los Perifricos para ordenadores, MATLAB dispone de drivers para discos, de perifricos de control para posicin/velocidad y de instrumentacin.En el campo Aeroespacial/Defensa, MATLAB permite trabajar en sistemas radar, unidades de seguimiento y rastreo, avinica, modelado y control de sistemas de potencia y guiado, y navegacin y control.En el campo de la Automocin, MATLAB posibilita aplicaciones para trabajar en la ingeniera de control, sistemas de suspensin, sistemas ABS y diseo de bloques de embrague.Pero MATLAB tampoco olvida otros campos importantes como el de las Finanzas cuantitativas, pudiendo utilizarse como un entorno de clculo para el anlisis de datos, para la valoracin y anlisis de opciones e instrumentos financieros, para la optimizacin de carteras y anlisis de riesgos y para el desarrollo de modelos y su validacin. Asimismo, MATLAB se puede utilizar como un entorno de desarrollo de aplicaciones de renta fija, de opciones derivadas, de distribucin de activos/gestin de cartera y de gestin de riesgo y reporting.Materias como la Estadstica, el lgebra lineal, el Anlisis matemtico, el Anlisis numrico, el Anlisis de series temporales, las Bases de datos y la Geometra encuentran en el mdulo bsico de MATLAB y en sus toolboxes adicionales una herramienta esencial para su desarrollo.Tambin MATLAB, a travs de Simulink, permite disear sistemas dinmicos sencillos o complejos y realizar modelado y simulacin mediante un lenguaje agradable basado en diagramas de bloques. Admite sistemas en tiempo continuo, sistemas de control y control inteligente, y aplicaciones de procesado de seal digital y comunicaciones.

APLICACIONESLas aplicaciones del software Matlab para Ingeniera Mecnica tienen uso en el desarrollo de problemas como aproximacin y errores de redondeo, sistema de ecuaciones o ecuaciones diferenciales.

I. aproximacin y errores de redondeo.-

A lo largo del tiempo, los mtodos numricos han sido desarrollados con el objeto de resolver problemas matemticos cuya solucin es difcil o imposible de obtener por medio de los procedimientos tradicionales.

Las soluciones que ofrecen los mtodos numricos son aproximaciones de los valores reales y, por tanto se tendr un cierto grado de error que ser conveniente determinar.

Aunque la perfeccin es una meta digna de alabarse es difcil si no imposible de alcanzarse.

Las aproximaciones numricas pueden introducir errores la pregunta es Qu error puede considerarse tolerable?

Cuando se emplea un nmero en el clculo, debe haber seguridad que pueda usarse con confianza

El concepto de cifras o dgitos significativos se ha desarrollado para designar formalmente la contabilidad de un valor numrico. El nmero de cifras significativas es el nmero de dgitos, ms un digito estimado que se pueda usar con confianza; los ceros no siempre son cifras significativas ya que pueden usarse solo para ubicar el punto decimal.

1.-Los mtodos numricos obtienen resultados aproximados. Por lo tanto se debe desarrollar criterios para especificar qu tan precisos son los resultados obtenidos. Una manera de hacerlo es en trminos de cifras significativas. Por ejemplo se puede decir que la aproximacin es aceptable siempre y cuando sea correcta hasta cuatro cifras significativas esto es, debe existir seguridad que las primeras cuatro cifras son correctas.

2.-Aunque ciertas cantidades tales como , e o 7 representan nmeros especficos, no se puede expresar exactamente con un numero finitos de dgitos. Debido a que las computadoras personales solo representan aproximadamente diez cifras significativas (comnmente varan entre 7 y 14) tales nmeros jams se podrn representar exactamente. A la omisin del resto de cifras significativas se le conoce como error de redondeo.

Los errores de redondeo y el uso de cifras significativas tienen mucha importancia en la identificacin de exactitud y precisin.

II. sistema de ecuacionesLos sistemas de ecuaciones lineales son importantes por:

a) Su aplicacin a problemas en distintas disciplinas como la ingeniera: flujo vehicular y circuitos elctricos (Lay, 1994); la economa: curva de oferta-demanda y el modelo econmico de Leontief (Lay, 1994); la computacin: los motores de bsqueda, e. g. Google (Page y Brin, 2000) o la restauracin de imgenes digitales (Mery y Lpez, 2003).

b) Su aplicacin a otras reas de la matemtica: la geometra analtica, el clculo de varias variables, ecuaciones diferenciales, estadstica, etc.

c) Y desde luego, porque originan el desarrollo de la teora en lgebra lineal. Por esto, estudiar los sistemas de ecuaciones lineales tiene sentido, y sobre todo estudiar las ideas y argumentos matemticos propios del proceso resolucin. De acuerdo con Strang (1982) el problema central del lgebra lineal es la solucin de ecuaciones lineales simultneas.(p.1); efectivamente, porque para determinar la inversa de una matriz o su rango; determinar si un conjunto de vectores son linealmente independientes, o la base de un espacio vectorial es necesaria la resolucin de un sistema de ecuaciones lineales asociado a cada situacin. Adems, por medio de los sistemas de ecuaciones lineales es posible introducir de forma natural, la notacin matricial y su lgebra.

III. ecuaciones diferencialesLa importancia de las ecuaciones diferenciales en Ingeniera es TOTAL, es decir, ya que una ED representa una relacin de cambio entre dos variables (derivadas), pues entonces son bastante usadas para modelar (obtener la ecuacin que replica el fenmeno) problemas fsicos.

En Ingeniera Elctrica, te permite resolver circuitos de CA, sin importar que tan complicados sean estos.

En Ingeniera Mecnica, se usan para determinar pandeos en columnas, deformaciones en vigas, velocidades y aceleraciones de sistemas tan variados como: masa- resorte, cadena - carga, carga - plano inclinado, etc. Adems para obtener todos los estados (esfuerzos, deformaciones, reacciones, etc.) en estructuras

En Biologa, pueden ser usadas para predecir el crecimiento de una determinada poblacin, o la relacin entre la poblacin de un depredador y su presa

En Qumica, se usan para determinar la relacin entre la cantidad de sustancias que est presente en una determinada reaccin qumica de forma instantnea, o la forma en cmo se diluye un soluto en una solucin

En Economa, para determinar costos marginales, retorno de inversin, etc.La aplicacin de las ED es prcticamente infinita y por ende son fundamentales en las ciencias en general.

PAPER ACERCA DE LA APLICACIN DE MATLAB EN INGENIERA

El paper es sobre el diseo y construccin de un Brazo Robtico con banda Transportadora, este proyecto est basado en el principio de una envasadora de bebidas. El objetivo principal es introducirse en el campo de la robtica, utilizando el kit de Lego Mindstorms NXT y herramientas de software como Matlab y Simulink.

Este paper esta enviado anexado a este informe.

El brazo tiene dos etapas de secuencia, una para detectar que los recipientes que van a circular por la banda estn con el nivel correcto y la segunda para niveles incorrectos. Estos niveles son medidos con el sensor ultrasnico. El sensor de luz cumple la funcin de detectar la presencia del recipiente; y el sensor de tacto se usa para detener la secuencia del brazo robtico. En la programacin de Matlab se crea un algoritmo para obtener la adquisicin de datos del sensor ultrasnico en tiempo real. Se utiliza el servo HITEC-HS311 para mover la banda transportadora, el cual es controlado por el PIC- 16F628A. Adems se utiliza dos sensores infrarrojos como entradas en el PIC, con la funcin de hacer dos pausas al servo, la primera para que el sensor ultrasnico mida el nivel del recipiente y la segunda para que el brazo agarre el recipiente.

El desarrollo de este proyecto es un Brazo Robtico con una Banda Transportadora, aplicacin del campo de la robtica con el cual aportamos una solucin de diseo para mejorar la calidad de una lnea de produccin en una industria envasadora de bebidas, a su vez mejorar el orden de almacenamiento de los envases que tiene el nivel correcto y rechazar los envases que tienen un nivel fuera del rango.

Con el principio del prototipo inicial del proyecto, se determin la aplicacin de los sensores con las siguientes funciones: el sensor de luz detecta la presencia del recipiente, el sensor de ultrasonido mide el nivel del recipiente y el sensor de tacto detiene todo el proceso del Brazo Robtico una vez terminada la secuencia del mismo.

Se us Matlab para desarrollar la programacin de la secuencia del Brazo Robtico y de igual manera para obtener la adquisicin de datos del sensor ultrasnico en tiempo real. Con el comando xlswrite de Matlab se exporto los datos medidos del sensor ultrasnico durante toda la secuencia del Brazo a una hoja de Excel.2