Objetivos: Proporcionar las herramientas para el modelado y simulación de sistemas

mecatrónicos, enfocándose en los componentes mecánicos y principalmente desde el punto de

vista de la mecánica clásica con las metodologías de Euler-Lagrange. Se exploran muchos ejemplos

de sistemas comunes en la mecánica clásica y también distintas configuraciones de robots.

Estudiar la representación de sistemas electro-mecánicos mediante el uso de diagramas de unión

(bondgraph), para fines de análisis y simulación.

Analizar, modelar y simular sistemas mecánicos que presentan discontinuidades estructurales o

debidas a fenómenos de fricción. Se estudian en particular sistemas de perforación los cuales

presentan fenómenos de remolino y atascamiento-deslizamiento.

Duración: 64 horas

CONTENIDO:

1. Ecuaciones de movimiento. (Dr. Hebertt Sira)

1.1. Coordenadas generalizadas.

1.2. Punto material o partícula.

1.3. Principio de mínima acción (Hamilton).

1.4. Ecuaciones de Euler-Lagrange.

1.5. Principio de Relatividad de Galileo.

1.6. Función de Lagrange de una partícula libre.

1.7. Función de Lagrange de un sistema de puntos materiales.

1.8. Movimiento de una partícula en un campo exterior.

1.9. Ejemplos:

Péndulo controlado Maquina de Atwood

Péndulo con resorte torsional Bola en un anillo

Péndulo elástico Bola en un riel

Péndulo con resorte fijo Péndulo de longitud variable

Doble péndulo Péndulo sobre carro

Robot de 2 DOF Manipulador de unión flexible

Péndulo con masa y resorte Cohete

Polea compuesta Robot PPR

2. Leyes de conservación. (Dr. Hebertt Sira)

2.1. Ley de la conservación de la energía.

2.2. Ley de la conservación del impulso.

2.3. Centro de inercia.

2.4. Momento cinético o momento del impulso.

3. Modelado de robots articulados. (Dr. Hebertt Sira)

3.1. Modelado de robots simples.

3.2. Modelado de robos complejos.

3.3. Ejemplos:

Robot de 1 DOF Brazo manipulador planar PR

Robot de 2 DOF Robot cartesiano planar

Robot planar de 1 DOF Robot cartesiano de 3 dimensiones

Robot planar Robot PPR

3.4. Robots con restricciones holonómicas

3.5. Robots con restricciones no holonómicas

4. Diagramas de unión (Bondgraph) (Dr. Alejandro Rodríguez)

4.1. Generalidades y ejemplo motivador

4.2. Flujos y esfuerzos

4.3. Orientación de la unión

4.4. Causalidad

4.5. Elementos estándar

4.6. Uniones 0 y 1

4.7. Reglas de conexión

4.8. Ejemplos

5. Modelado de sistemas con discontinuidades por fenómenos de fricción. (Dr. Alejandro

Rodríguez)

5.1. Modelos de fricción seca.

5.2. Sistemas discontinuos:

Sistema con fenómeno de atascamiento/deslizamiento

Sistema con fenómeno de atascamiento/deslizamiento y amortiguador

Masa con soporte discontinuo

5.3. Modelado de sistemas de perforación:

Modelo con fuerzas externas

Modelo con fenómeno de remolino

Modelo combinado

BIBLIOGRAFÍA:

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1989.

L.D. Landau y E.M. Lifshitz, Física teórica, Tomo I: Mecánica, Editorial MIR, Moscú, 1982.

Fantoni y R. Lozano, Nonlinear control of underactuated systems, Springer-Verlag, London,

2002.

H. Goldstein, Classical Mechanics, Addison Wesley, Reading, Massachussetts, 1980.

Jorge V. Jose, Eugene J. Saletan, Classical Dynamics: A Contemporary Approach,

Cambridge, University Press, 1998.

J. Marsden y T. Ratiu, Introduction to mechanical systems and symmetry: a basic

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Springer-Verlag, 1999.

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Prentice Hall, Madrid, 2002.

Remco Leine, Bifurcations in discontinuous mechanical systems of Filippov type, Tesis

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7. http://w3.tue.nl/en/services/library/

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Dean Karnopp, Ronald Rosenberg, System Dynamics: A unified Approach, Hohn Wiley &

Sons, New York, 1975.

Dean C. Karnopp, Donald L. Margolis, Ronald C. Rosenberg, System dynamics : modeling

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