Diseño de control en cascada utilizando Matlab para un sistema electrohidráulico sísmico uniaxial

Abstract

El presente trabajo de tesis explica el diseño, desarrollo e integración de un controlador en cascada para un simulador sísmico uniaxial, el cual permite controlar las posiciones, aceleraciones y vibraciones generadas para la evaluación del comportamiento sismo resistente de diferentes estructuras a escala natural. Para este controlador se utilizó como interfaz el microcontrolador ATmega328P y el entorno digital de programación Simulink/Matlab, mediante sus bloques de programación se configuró la comunicación por el puerto serial donde se envían 3 tipos de señales comando; constantes, variables por desplazamiento y por aceleración; los cuales se comparan con la señal de realimentación obtenida de cada sensor instalado. El sistema electrohidráulico controlado cuenta con dos actuadores hidráulicos de fuerza de compresión de 8000 Kilos y carrera de 0.32 m. cada uno, los cuales se sujetan mediante cáncamos metálicos a una plataforma de dimensiones de 3.00x3.00m. Esta conexión permite generar un desplazamiento en la plataforma tan igual al desplazamiento de los actuadores hidráulicos, de esta manera es posible centrar la plataforma e iniciar las evaluaciones con una variación de carrera de +/- 0.15m. La unidad de potencia está conformada por un motor trifásico de 25 HP encargado de generar una presión constante en ambos actuadores, los cuales debido a su diseño diferencial logran igualar la presión interna en ambas cámaras, obteniéndose así un desplazamiento mínimo. Para lograr el desplazamiento en ambas direcciones, se procede a liberar la presión en una de las cámaras y en ambos actuadores simultáneamente. De esta manera, se logra recrear un movimiento sísmico para poder analizar el comportamiento de las estructuras.