Laboratorio 2 - CAD Avanzado Para Electronica

INTRODUCCIÓN

• Con la ayuda de ejemplo de un motor de corriente continua se practica el manejo de MATLAB y SIMULINK para el modelado, análisis y diseño de control que se va a demostrar. El foco principal de este trabajo está en el uso de la caja de herramientas del sistema de control funciones.

• Modelado de un Motor de CC. En este ejemplo vamos a aprender a desarrollar un modelo lineal de un motor de corriente continua, la forma de analizar el modelo bajo MATLAB (polos y ceros, respuesta de frecuencia, el tiempo de respuesta en el dominio, etc.), cómo diseñar un controlador, y cómo simular el circuito abierto y sistemas de circuito cerrado en SIMULINK.

• Sistema de Físico. Se considera la posibilidad de un motor de CC, cuyo circuito eléctrico de la armadura y el diagrama de cuerpo libre del rotor se muestran en la figura.

• Con la ayuda de SIMULINK se demostrara que es un paquete software utilizado para modelar simular y analizar sistemas dinámicos, soporta tanto sistemas lineales como no lineales, pueden ser modelados de forma continua, discreta o una mezcla de ambos.

OBJETIVOS

• Aplicar los conocimientos adquiridos en la creación de un sistema modelado como una función de transferencia y como un modelo de variable de estados.

• Comprender los conceptos de PID.

• Utilizar la herramienta SIMULINK para llevar a cabo diversas tareas a realizar.

• Implementar los conceptos de sistemas de control.

SIMULINK: es un entorno de programación visual, que funciona sobre el entorno de programación Matlab.

Es un entorno de programación de más alto nivel de abstracción que el lenguaje interpretado Matlab (archivos con extensión .m). Simulink genera archivos con extensión .mdl (de "model").

En las imágenes, se puede apreciar el diagrama en bloques de un Radar, en el cuál se muestra que uno de sus bloques de procesamiento de señal, es un filtro Kalman realizado en un script de Matlab.

Luego, se puede apreciar un sistema de control automático, junto a su modelización y finalmente un sistema de un automóvil, vinculando la simulación a un entorno de realidad virtual.

Simulink viene a ser una herramienta de simulación de modelos o sistemas, con cierto grado de abstracción de los fenómenos físicos involucrados en los mismos. Se hace hincapié en el análisis de sucesos, a través de la concepción de sistemas (cajas negras que realizan alguna operación).

Se emplea arduamente en Ingeniería Electrónica en temas relacionados con el procesamiento digital de señales (DSP), involucrando temas específicos de ingeniería biomédica, telecomunicaciones, entre otros. También es muy utilizado en Ingeniería de Control y Robótica.

Tomado 05/02/2012 de http://es.wikipedia.org/wiki/Simulink

SISTEMA DE CONTROL

Para el desarrollo del trabajo es fundamental conocer a cerca de sistemas de control el cual es: el conjunto de dispositivos que colaboran en la realización de una tarea, donde el principio básico del control es la regulación automática o guía de sistemas dinámicos o dispositivos bajo condiciones de estados estacionarios y transitorios. El uso efectivo de estos resultados depende de varios factores como lo son:

La realimentación; lo cual hace posible el establecimiento y mantenimiento de estabilidad en la operación del sistema

La disminución de la sensibilidad de funcionamiento; para limitaciones de diseño,

para variaciones de los parámetros de la planta y no linealidades de la planta

La adaptación del comportamiento del sistema a las características desconocidas o variables con el tiempo

Sus aplicaciones son muy diversas pero es esencial en el control numérico de las maquinas herramientas, industrias de manufactura, industria aeroespacial, diseño en la industria automotriz además en las operaciones industriales como el control de presión, temperatura, humedad etc.

COMPONENTES BASICOS DE SISTEMA DE CONTROL

Un sistema de control básicamente está compuesto por:

1. Objetivos de control

2. Componentes del sistema de control

3. Resultados o Salidas

Según como se muestra en la figura

CONDICIONES PARA LA SIMULACIÓN

1. Los parámetros de las ecuaciones son:

2. Se modelará el sistema como una función de transferencia y como un modelo de variable de estados.

El torque (T) se relaciona con la corriente de armadura y la fem (e) con la velocidad de rotación, según las

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