representa el ángulo de referencia del rayo de sol, y θ denota el eje del vehículo. El objetivo del sistema rastreador es mantener el error entre θ

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Enrique Agüero Rico
hace 6 años
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1 gran exactitud. La variable θ r representa el ángulo de referencia del rayo de sol, y θ 0 denota el eje del vehículo. El objetivo del sistema rastreador es mantener el error entre θ r, θ 0, α cerca de cero. El objetivo es MODELAR el sistema y obtener su respuesta en lazo abierto y lazo cerrado ante una entrada escalón unitario, Así como reaizar un análisis de estabilidad del sistema. En lazo cerrado el sistema cumple con estas características? Tiempo de estabilización < 0.03 seg Máximo sobreimpulso < 14 % Como puede lograr que se cumplan estas condiciones? Incluya un control proporcional e intente controlar el sistema. Que ocurre si se incementa la ganancia de retroalimentación una vez incluido el controlador, haga pruebas y determine si se hace inestable y reporte el valor de la ganancia que origina esto. Fig 2.- Diagrama de bloques del sistema de control rastreador solar. Los parámetros del sistema son los siguientes: R F =10K K i =0.125 N-m/A J=10-6 kg-m 2 K a determinar (para un control P) n=800

2 K b = V/rad/s R a =6.25 ohms K s =0.1 A/rad B=0 Referencias: Sistemas de control Automático Benjamin C. Kuo Séptima edición. Prentice Hall

PROYECTO # 5 SISTEMA DE POSICIÓN ACIMUTAL DE UNA ANTENA La figura 1 muestra un sistema de control de posición acimutal de una antena, el propósito de este sistema es tener la salida del ángulo de

3 PROYECTO # 5 SISTEMA DE POSICIÓN ACIMUTAL DE UNA ANTENA La figura 1 muestra un sistema de control de posición acimutal de una antena, el propósito de este sistema es tener la salida del ángulo de acimut de la antena θ o y seguir el ángulo de entrada del potenciómetro θ i, el comando de entrada es un desplazamiento angular. El potenciómetro convierte este desplazamiento angular en voltaje. Del mismo modo el desplazamiento angular de salida es convertido en voltaje por el potenciómetro de la trayectoria de retroalimentación. Los amplificadores de señal y de potencia amplifican la diferencia entre los voltajes de entrada y salida. Esta señal simplificada de actuación excita la planta. El sistema operará de manera normal para llevar el error a cero. Cuando la entrada y la salida son iguales, el error será cero y el motor no girará. Por lo tanto el motor se enciende sólo cuando la salida y la entrada no son iguales, cuanto mayor sea la diferencia entre la entrada y la salida, mayor será el voltaje de entrada al motor y más rápido girará este. Fig.-1 Sistema de control de posición de una antena.

4 Fig 2.- Diagrama esquemático y de bloques. Las especificaciones para el diseño del controlador en en dominio del tiempo son: El objetivo es MODELAR el sistema y obtener su respuesta en lazo abierto y lazo cerrado ante una entrada escalón unitario, Así como realizar un análisis de estabilidad del sistema, esto ante una entrada de señal cuadrada (+1 y -1) : En lazo cerrado el sistema cumple con estas características? Tiempo de estabilización < 0.03 seg Máximo sobreimpulso < 14 % Como puede lograr que se cumplan estas condiciones?

5 Incluya un control proporcional e intente controlar el sistema. Que ocurre si se incementa la ganancia de retroalimentación una vez incluido el controlador, haga pruebas y determine si se hace inestable y reporte el valor de la ganancia que origina esto. Los parámetros del sistema se muestran en la tabla siguiente así como el diagrama de bloques (configuración 1). Fig. 3.-Diagrama de bloques del sistema REFERENCIA SISTEMAS DE CONTROL PARA INGENIERIA, NORMAN S. NISE, ED. CECSA

6 PROYECTO # 6 CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DE CD Para un motor de CD controlado por armadura como el mostrado en la figura si suponemos que la corriente del campo se mantiene constante y se aplica un voltaje V a (t) al circuito de armadura, el efecto de aplicar este voltaje de entrada causará que la armadura gire. R a L a i f =cte + V a(t) - i a + e b - T(t) J m f v ω() t θ (t) Figura 1 Motor de CD controlado por armadura. Considerando los siguientes parámetros para el motor: i a Corriente de armadura (Amp) R a Resistencia de armadura (1 Ω) e b (t) Fuerza contraelectromotriz (Volts) T(t) Par del motor θ(t) Desplazamiento del Motor (Rad) K a Constante del Par (0.01 N-m/Amp) L a Inductancia de la armadura (0.5 Henrios) V a (t) Voltaje aplicado en la armadura (Volts) K b Constante de la fuerza electromotriz (V/rad/seg) K b = K a ω () t Velocidad angular del motor (rad/seg) φ ( t) Flujo magnético en el entrehierro (Webers) J Inercia del motor (0.01 Kg-m 2 ) f Coeficiente de fricción viscosa (0.1 N-m-s/rad) Donde la Función de transferencia es θ() s K a 1 = Va() s ( Las Ra)( Js f ) KaK b s El objetivo es MODELAR el sistema y obtener su respuesta en lazo abierto y lazo cerrado ante una entrada escalón unitario, Así como realizar un análisis de estabilidad del sistema, esto ante una entrada escalón unitario:

7 En lazo cerrado el sistema cumple con estas características? Tiempo de estabilización < 0.03 seg Máximo sobreimpulso < 14 % Como puede lograr que se cumplan estas condiciones? Incluya un control proporcional e intente controlar el sistema. Que ocurre si se incementa la ganancia de retroalimentación una vez incluido el controlador, haga pruebas y determine si se hace inestable y reporte el valor de la ganancia que origina esto.

8 PROYECTO #7 CONTROL DE UNA PINZA DE UN ROBOT Una pinza de robot se muestra en la figura, se controla de forma que se cierra un ángulo θ usando un sistema de control de motor de cd, el modelo del sistema de control se muestra en el diagrama de bloques, donde: K m =30 R f =1Ω K f =K i =1 J=0.1 b=1 El objetivo es MODELAR el sistema y obtener su respuesta en lazo abierto y lazo cerrado ante una entrada escalón unitario, Así como realizar un análisis de estabilidad del sistema, esto ante una entrada escalón unitario: En lazo cerrado el sistema cumple con estas características?

9 Tiempo de estabilización < 0.6 seg Máximo sobreimpulso < 10 % Como puede lograr que se cumplan estas condiciones? Incluya un control proporcional e intente controlar el sistema. Que ocurre si se incementa la ganancia de retroalimentación uan vez incluido el controlador, haga pruebas y determine si se hace inestable y reporte el valor de la ganancia que origina esto. Referencias: Sistemas de Control moderno Richard C. Dorf 10 edición Pearson Prentice Hall

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