Simulación analógica y digital de sistemas mecánicos

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Objetivos.
Simular el comportamiento dinámico de sistemas tanto de primer como de segundo orden utilizando amplificadores operacionales (OpAmp’s).
Mediante simulaciones y mediciones analógicas ydigitales, obtener la respuesta en el tiempo de sistemas mecánicos de traslación masa-amortiguador y masa-resorte-amortiguador.
Comparar y evaluar la respuesta de un sistema de primer orden contrauno de segundo de acuerdo a los parámetros intrínsecos de cada uno de ellos.

Marco Teórico.
Investigación breve sobre las características y parámetros de sistemas de primer orden y de segundoorden en el tiempo y Laplace.

Desarrollo experimental.

Descripción de la práctica.
En esta práctica nos enfocamos a implementar sistemas de primer y segundo orden para después analizar surespuesta en el tiempo y compararlas con las respuestas obtenidas mediante simulaciones digitales hechas en MATLAB. También obtuvimos la función de transferencia que representa el comportamiento de unaplanta a partir de un sistema mecánico en el dominio del tiempo para posteriormente analizar su respuesta y variar sus parámetros para medir los cambios existentes.
3.2 Material.
5 amplificadoresoperacionales LM741
10 resistencias de 10kΩ
2 capacitores de 100 μF.
1 resistencia de 22kΩ.
1 resistencia de 47kΩ.
1 fuente de voltaje bipolar ±15V.
1 osciloscopio.
1 tarjera de alambradorápido (protoboard).
3.3 Actividades.
Implementar el circuito que simula un sistema mecánico masa resorte-amortiguador que se muestra en la figura. La entrada al sistema se representa por x1(t) y lasalida x2(t). La relación R2/R1 define el coeficiente de amortiguamiento y las ganancias del sistema son unitarias.

Una vez implementado el circuito que representa el sistema mecánico, se debemedir la salida en el osciloscopio utilizando como entrada una señal constante de 5 V para los siguientes valores de R2 y R1=10kΩ.
R2= 10kΩ

R2=22kΩ

R2=47kΩ

Obtener la respuesta en el...
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