Diseño de controladores
Enviado por Cristian Marín • 25 de Marzo de 2020 • Informes • 1.648 Palabras (7 Páginas) • 134 Visitas
ACTIVIDAD FINAL DE SEMESTRE
Andrés Felipe Alfonso Gonzales(afalfonso@ucundinamarca.edu.co)
Wilmar Quintín García (Wilmar.quintin@gmail.com)
Cristian Hernán Marín Ortega (cristianmarinmc@hotmail.com)
INTRODUCCIÓN
El módulo Ball and Beam (Esfera y Viga) es un complemento que cosiste en una biga, una esfera y un sistema rotatorio QUANSER® el cual una vez conectado nos permite realizar prácticas con el fin de generar controladores que permitan controlar la posición de la bola.
Para el diseño de controladores los cuales pretenden cumplir los requerimientos a los cuales se pueda llevar la planta, existen muchos tipos de diseño para estos controladores, como lo son Lugar geométrico de la raíces, adelanto, atraso y PID entre otros, así como software que facilita el preciso diseño de estos tipos de controladores.
En el siguiente trabajo pretendemos mostrar como fue el proceso de identificación, diseño y manipulación tanto de la planta anteriormente nombrada, como su respectivo controlador, en este caso diseñado por el método del Lugar Geométrico de las Raíces.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
DESCRIPCIÓN GENERAL:
- Identificación de planta (Grupal). Cada grupo deberá desarrollar una metodología para identificar la planta entregada (sistema electromecánico Quanser) donde obtenga la función de transferencia G (z). Tenga en cuenta que algunas de ellas presentan no linealidades por lo cual deben linealizar o identificar el rango lineal de operación.
- Implementación del control de planta (Grupal). Se deberá desarrollar el control de la planta Quanser bajo cualquier método de diseño del controlador digital desarrollado en clase.
MATERIALES
MATERIAL APLICACION FIGURA | ||
MODULO QUANSER BALL AND BEAM | Este módulo es utilizado principalmente para la aplicación de prácticas de control, donde se puede diseñar un control específico para cualquier tipo de requerimientos necesarios teniendo en cuenta el límite de su funcionamiento.
| [pic 1] |
EQUIPOS.
EQUIPO | DEFINICIÓN | FIGURA |
MATLAB | Software utilizado para la identificación de sistemas, diseño de controladores entre otras operaciones matemáticas y lógicas utilizadas para el diseño de controladores |
[pic 2] |
PROCEDIMIENTO
- Cada grupo deberá desarrollar una metodología para identificar la planta entregada (sistema electromecánico Quanser) donde obtenga la función de transferencia G (z). Tenga en cuenta que algunas de ellas presentan no linealidades por lo cual deben linealizar o identificar el rango lineal de operación.
- Para la identificación de la planta se decidió utilizar el método de identificación de modelos a partir de su respuesta donde se obtuvo una función de transferencia que se asimilaba a la que describía el sistema al 65 y 93 porciento de exactitud.
PARA LA POSICIONDE LA BOLA
[pic 3]
El procedimiento que se realizo fue, iniciar el módulo ball and beam con el programa base que tiene, de allí se obtuvo el step de la planta al ser sometida a un escalón unitario las cuales tanto entrada con respuesta fueron enviadas al espacio de trabajo de Matlab.
[pic 4]
Las cuales fueron manipuladas por el complemento Ident de Matlab y de ahí poder obtener una función en tiempo discreto que defina su comportamiento.
[pic 5]
Finalmente la función de transferencia obtenida es: [pic 6]
[pic 7]
PARA EL SERVOMOTOR
[pic 8]
En este también se obtuvo la respuesta del Ángulo del servomotor respecto a la estrada de un escalón unitario.
[pic 9]
Estas mismas fueron enviadas a su respectiva identificación, con la diferencia de que se realizó el muestreo cada 0.1 segundos ya que su respuesta es más rápida. De allí se obtuvo la siguiente [pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
AQUÍ VAN LOS CALCULOS MATEMATICOS
- Se deberá desarrollar el control de la planta Quanser bajo cualquier método de diseño del controlador digital desarrollado en clase.
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
- 𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠
- PARA [pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
[pic 22]
[pic 23]
[pic 24]
[pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
[pic 33]
[pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
[pic 37]
[pic 38]
[pic 39]
[pic 40]
- PARA [pic 41]
[pic 42]
[pic 43]
[pic 44]
[pic 45]
[pic 46]
[pic 47]
[pic 48]
[pic 49]
[pic 50]
[pic 51]
[pic 52]
[pic 53]
[pic 54]
[pic 55]
[pic 56]
[pic 57]
[pic 58]
[pic 59]
[pic 60]
[pic 61]
[pic 62]
[pic 63]
[pic 64]
[pic 65]
RESULTADOS
Para este laboratorio se requiere diseñar e implementa un controlador para una plata con una función de transferencia 𝐺(𝑠) la cual debe de cumplir con unos requisitos tales como 𝑡𝑠 = 2𝑠 y un 𝐸𝑠𝑠 = 0% , con las siguientes características 𝜉 = 0.8 y 𝑇𝑠 = 0.1𝑠.
...