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Equipo: Francisco Rafael Bobadilla Castrejón A01638134 IMT, Germán Figueroa Javier A01638107 IMD,
Jesús Alberto González Jurado A01638523 IMT, Sergio Arturo Tirado Gómez A01637877 IIS, Andrea Vázquez Vila A00571423 IMD
Sistemas Electromagnéticos:
Modelado de Imanes del Motor Lineal Actividades M
%%%%%Inicialización Variables%%%%% clear all; clear vars; N= 10;% Numero de imanes dx=2E-3; % Cambio en "x"(de dos milímetros)-espaciamiento mínimo de la simulación dy=2E-3; % Cambio en "y"(de dos milímetros) b=1; % Separación entre pared e iman (1 unidad de espaciamiento=2mm=dx=dy) d=1; % Separación entre imanes l=25; % Largo del iman a=21; % Ancho del iman Filename="Bzz_4.csv"; %se asigna un nombre predeterminado al archivo zVar=40; % Se asigna valor a z V=9; %Voltaje de la bateria Rint= 2; %Resistencia interna de batería (considerando que es nueva) RhoVar= 2.8E-8; % Resistividad de varilla aluminio RhoRiel= 1.7E-8; % Resistividad de riel cobre CalVar=3;% Calibre de la varilla CalRiel=3.5; % Calibre riel rr=(CalVar/2); % Radio riel rv=(CalRiel/2); % Radio varilla x=0:dx:(l-1)dx; % x toma las dimensiones de longitud y=0:dy:(a-1)dy; % y toma las dimensiones de ancho i=0; % Valor inicial contador iteraciones f=0; % Valor inicial para la multiplicación de IB F=[]; % Matriz inicialmente vacía de los valores de fuerza q=0; % La fuerza total (sumatoria de los valores de la matriz de fuerza) lv=80; % Longitud varilla lr=250; % Longitud riel mv=2.08; %masa varilla tf=6.4522; %tiempo final calculado con cinemática
M1.0A: Colocación y Exploración del Campo del Imán
%%%%%Importar datos y graficar%%%%%
imanz=readmatrix(Filename); % Asignar los valores de excel (de campo magnético) a una variable [u,v]=meshgrid(x,y); % Crear una malla con los valores de x y w=ones(size(u)); % Crea una matriz de unos con el tamaño de u (x)
imanx=zeros(size(u)); %Crea una matriz de ceros con las mismas dimensiones que w imany=zeros(size(v)); % Crea una matriz con las dimensiones de y quiver3(u,v,w,imanx,imany,imanz); %Generar el gráfico en 3D del campo de un iman title("Gráfico Campo Magnético de un Imán") ; xlabel("x"); ylabel ("y"); zlabel("z");
%%%%%Crear la "pista" de los imanes%%%%%
Bpista=zeros(a,b); % Crea el pista de los imanes con los la cantidad de renglones de a y agrega Bpista=[Bpista,imanz]; %Se agrega a la matriz de la pista los valores del excel (campo un iman) e=zeros(a,d); % Matriz de espaciamiento entre imanes Bpista=[Bpista,e]; % Se agrega un espacio después del iman for i=2:N % Repite el ciclo hasta llegar al # de imanes Bpista=[Bpista,imanz]; % Se agregan los datos de otro imán Bpista=[Bpista,e]; % Se agrega el espacio entre imán end Lpista=length(Bpista(1,:)); % Se asigna un valor numérico para la longitud de la pista
%%%%%Grafica Pista%%%%%
x=0:dx:(b+lN+dN-1)dx; % Se asigna nuevo valore a x (largo de la pista) y=0:dy:(a-1)dy; % Se asigna nuevo valore a y (ancho de la pista) [u,v]=meshgrid(x,y); % Se crea una malla com las medidas de la pista w=ones(size(u))*zVar; pistax=zeros(size(Bpista)); pistay=zeros(size(Bpista)); quiver3(u,v,w,pistax,pistay,Bpista); % Graficar la pista con el campo magnético de cada iman
M1.0B: Modelación Ohmica
%%%%%Cálculo áreas%%%%%
Ariel= ((rr)^2)pi;% Area riel Avara= ((rv)^2)pi; % Área varilla
volt=zeros(size(x));
%En las siguientes líneas de código se encuentra un voltaje variable, que ha %sido comentada a fin de mostrar los gráficos originales %for p=1:Lpista %if p<=round(Lpista/2) %volt(p)=9; %elseif p>round(Lpista/2) %if rem(p,2)== %volt(p)=0; %else %volt(p)=9; %end %end
%end volt=V*ones(size(x)); %Arreglo del voltaje (este debe de ser comentado si se quiere usar el vol
%%%%%Cálculo resistencias%%%%%
longriel=0:1:Lpista-1; %Longitud de riel
Rvara= ((RhoVar.lv)./Avara); %Resistencia de la varilla R=((RhoRiel.longriel)./Ariel)+ Rvara +Rint; %Resistencia total
%%%%Cálculo corriente%%%%%%%
I= volt./(R); %Corriente
%%%%%%%%%%%% Graficando la resistencia %%%%%%%%%%%%%%%%%%
plot(x,R) title("Gráfica de resistencia (Ohms)"); xlabel("Posición x (mts)"); ylabel("Resistencia (ohms)"
%%%%%Graficar la corriente%%%%%%%
plot(x,I); title("Gráfica de Corriente en (Amperes)"); xlabel("Posición x (mts)"); ylabel("Corriente I (am
M1.0D: Modelación de la Dinámica del Movimiento
%%%%%%%%%%%%%%%%%% Runge Kutta%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clf; % Limpia las figuras
xk=0; % Reiniciando el valor de la variable x Ve=0; % Reiniciando el valor de la variable v t=0; %tiempo inicial
h=tf/1000;
xk(1)=bdx; % primer coordenada de x donde se siemte campo magnético Ve(1)=0; % velocidad inicial for i=1: kf1 = Ve(i); % kf representan las k's evaluadas en la primera EDO V X = xk(i)/dx; % Obtiene el valor de k1 (k1=X) de la segunda función y lo convierte a ente X = round(X)+1; % Se redondea el valor y se suma uno (para seguir evaluando) kg1 = F(X)/mv; % kg representa las k's para la segunda EDO (Fx)/m
kf2 = Ve(i)+kf1h/2; % Se repite el mismo procesos con las diferentes ecuaciones de k (k2, X= (xk(i)+kg1(h/2))/dx; X=round(X)+1; kg2= F(X)/mv;
kf3 = Ve(i)+kf2h/2; X=(xk(i)+ kg2(h/2))/dx; X=round(X)+1;
kg3=F(X)/mv;
kf4 = Ve(i)+kf3h; X= (xk(i)+(hkg3))/dx; X=round(X)+1; kg4=F(X)/mv;
xk(i+1) = xk(i)+((h/6)(kf1+2kf2+2*kf3+kf4)); % Se asigna el siguiente valor de x
Ve(i+1)= Ve(i)+((h/6)(kg1+2kg2+2*kg3+kg4)); % Se asigna el siguiente valor de velocidad
t(i+1)= t(i)+h; % Se aumenta el tiempo para igualar dimensiones de xk y Ve
if xk(i+1)==lr % Como el valor de xk (la posición no puede exceder a la longitud del riel break; end end % Graficar posición contra tiempo plot(t,xk,'g .') title('Posición'); xlabel('Tiempo t [s]'); ylabel('Posición x [m]'); grid on;
% Graficar velocidad contra tiempo
