Simulação e Controle

Shake Table II

Shake Table II

Estude estruturas simulando terremotos em seu laboratório! 

Simulador de Terremotos Shake Table II 

A mesa agitadora Shake Table II Quanser é um simulador de terremotos de eixo único que cabe em uma bancada de ensaios ideal para ensino de dinâmica estrutural, isolamento de vibração, controle de feedback, e outros tópicos de controle relacionados a terremoto, aeroespacial e engenharia mecânica.

Com seu banco de dados de terremotos reais, tais como Northridge, Kobe e El-Centro, os alunos podem estudar seus efeitos sobre edifícios, pontes e vários materiais. Como uma aplicação típica, a mesa agitadora pode excitar as colunas de uma estrutura alta, a fim de projetar, implementar e avaliar um sistema de controle para manipular e amortecer as vibrações estruturais.

Os alunos aprendem a: 

  • obter o modelo de função de transferência de malha aberta
  • projetar um controlador baseado em PID para controlar a posição da base da mesa agitadora
  • calcular curvas de largura de banda com base nos limites de posição imposta, velocidade e aceleração da mesa agitadora

Demonstração da Shake Table II

 

A mesa agitadora também é usada em programas de extensão que envolvam os serviços comunitários e de educação colegial, bem como para as competições estudantis de graduação, como Undergraduate Seismic Design Competition and NEES Bridge Seismic Design Competition.

  • Single-axis operation, or dual-axis operation using two Shake Tables II
  • Precise and accurate positioning using high-resolution encoder and low-backlash guide
  • Ball-screw mechanism for robust actuation
  • Easy integration of user-built structures, third-party sensors and actuators
  • Designed and built for the University Consortium on Instructional Shake Tables
  • Standalone software operation using Shake Table II software or
  • highly-flexible operation and control design using MATLAB®/Simulink® via QUARC® control software or LabVIEW™
  • Supports scaling and playback of earthquake data
  • Shared lab resources contributed by a large community of users
  • Integrated safety features and limits
  • Fully documented system models and parameters
  • Open architecture design, allowing users to design their own controller
Dimensions (H x L x W)   61 cm x 46 cm x 13 cm
Total mass  27.2 kg
Payload area (L x W) 46 cm x 46 cm
Maximum payload at 2.5 g¹ 7.5 kg
Maximum travel    ± 7.6 cm
Operational bandwidth¹ 10 Hz
Maximum velocity (with 7.5 kg payoad)¹ 66.5 cm/s
Maximum acceleration (with 7.5 kg payoad)¹ 2.5 g
Lead screw pitch 1.27 cm/rev
Servomotor power  400 W
Amplifier maximum continuous current 12.5 A
Motor maximum torque 7.82 N.m
Lead screw encoder resolution (in quadrature) 8192 counts/rev
Effective stage position resolution (in quadrature)  1.55 ?m/count
Accelerometer range ± 49 m/s²
Accelerometer sensitivity 1.0 g/V

Tópicos incluidos no courseware Quanser em idioma Inglês:

  • Modeling and transfer function representation
  • PID control
  • Bandwidth curves

O experimento também pode ser usado para ensinar outros tópicos que não estão incluídos no currículo desenvolvido pela Quanser.

Para configurar essa estação, você precisará dos seguintes componentes recomendados pela engenharia da Quanser:

for MATLAB®/Simulink® users  
1x Q8 data acquisition device  
1x UPM-180-25B amplifier  
QUARC real-time control software

Downloads

  1. Shake Table II - Ficha técnica do produto
  2. Artigos internacionais publicados com este equipamento

 

Veja alguns videos do experimento em funcionamento:

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