PROCESO DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR QUANSER

PROCESO DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR QUANSER

Pareja Díaz, Iván Darío., Paredes, Mario., Ortiz, Santiago.

Universidad Autónoma De Occidente, Santiago de Cali, Colombia

 darioparejadiaz@hotmail.com, carmar141414@hotmail.com, santiagortiz2@hotmail.com 

Resumen: De manera general y básica se muestra a continuación un proceso de control de velocidad de un motor Quanser, verificando conceptos vistos en las clases de manera un poco más práctica. Se aclara que el tipo de control efectuado durante la práctica es un control análogo donde se hace uso básicamente de circuitos análogos para cumplir con el objetivo.

Índice de Términos—controlador, lazo cerrado, tacogenerador.

1. INTRODUCCION

En un proceso industrial siempre se busca llevar la planta a un valor previamente establecido, esto claramente es algo muy ideal, donde en la mayoría de ocasiones no se logra de manera inmediata. A través de la teoría de control se busca que dicho proceso se lleve al valor o estado deseable. Todo esto se logra usando acciones básicas de control en las cuales se destacan las siguientes: control on-off, control proporcional, control integral, proporcional-integral, proporcional-derivativo y proporcional-integral-derivativo.1

Un sistema de control básico automático es como el que se muestra a continuación, en la figura 1, de aquí cabe destacar que la acción de control se hace en generalmente en el cuadro que está limitado con líneas discontinuas. En este se hace el proceso de comparación de señal de salida con la referencia deseada, luego se obtiene una señal de error que entra al controlador (en la figura se nombra Amplificador, pero no necesariamente debe ser únicamente un amplificador) y este genera la señal correspondiente de control que ira a la activación del actuador que manifestara cambios en la planta y se procede a la retroalimentación de esta señal, procediendo continuamente con lo anterior mencionado.

[pic 1]

Figura 1 Diagrama de Bloques de un sistema de control basico1

Para no entrar en detalle se especifica que el tipo de control establecido en la primera práctica para el control de la velocidad del motor es un control proporcional, en el cual la relación de la salida del controlador y la señal de error es proporcional, esto es en el dominio de Laplace da la siguiente función de trasferencia:

[pic 2]

En donde KP es la ganancia proporcional, la cual básicamente se puede ver como un amplificador de ganancia ajustable, U(s) y E(s) son las señales de salida (señal de control) y entrada (señal de error) del controlador en el dominio de Laplace.

Posterior a esto se realiza un controlador del tipo integrador, donde se reemplaza el bloque referente a “Amplificador” de la figura 1 por un “Integrador”. La función de trasferencia de este tipo de controlador viene dado por:

[pic 3]

El valor de salida del controlador u(t) se cambia a una razón proporcional a la señal de error2, es decir:

[pic 4]

O también:[pic 5]

Donde Ki es una constante ajustable.

[pic 6]

Figura 2 Diagrama de Bloques de un controlador integral1

Finalizando esta serie de prácticas se implementa un controlador digital, a través del software LAB VIEW y la tarjeta de adquisición de datos. El tipo de controlador digital fue del tipo integrador discreto2, donde mediante una integración rectangular hacia adelante, se obtiene la siguiente función de trasferencia:

 [pic 7][pic 8]

Donde T es el tiempo de muestreo.

1. ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL LAZO DE CONTROL CERRADO-CONTROL PROPORCIONAL

Haciendo referencia al diagrama de bloques de la figura 1, se identifica cada una de las partes del sistema de control.

1. Entrada de Referencia(set point)

Esto se logra a través de manipular la perilla de una fuente de alimentación regulable. Esta señal es una señal eléctrica de voltaje que puede estar entre 0V y 12V, rango de valores limitados tanto por el uso del amplificador operacional como el rango de voltaje permitido para el funcionamiento de la planta, que tendrá la función de comparar la señal de referencia y la señal de salida, la cual es una señal de carácter eléctrico, suministrada por el sensor, que en este caso es el tacómetro.

1. Detector de Errores

Como ya se mencionó, esta es la función de los amplificadores operacionales, más específicamente de dos operacionales en configuración de restador con ganancia unitaria. En este restador llegan dos señales de voltaje. La primera  hace referencia al set point establecido y la segunda señal es la señal proveniente del tacogenerador.

1. Controlador

El controlador en este caso como se ha venido mencionando es un controlador proporcional, el cual va a tener una ganancia proporcional de 1.

1. Actuador/Planta

El sistema de actuación y la planta en este sistema de control es el motor Quanser, el cual girara con una velocidad proporcional al voltaje de entrada.

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