Caracterización Planta De Velocidad

CARACTERIZACION DE UNA PLANTA DE VELOCIDAD
Oscar Leonardo Tolosa 20062005030 Jhon Diego Ledesma Castaño 20071005073 Francisco Peña Belalcázar 20071005078

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS INGENIERÍA ELECTRÓNICA CONTROL II 2012

1. Introducción. En el presente informe se muestran los pasos realizados en la caracterización de una planta de velocidad para llegar a un modelo delsistema y obtener una función de transferencia aproximada mediante el uso de MATLAB para posteriormente realizar un control digital. 2. Objetivos      Realizar la caracterización de la planta de velocidad. Obtener las gráficas de comportamiento de la planta. Obtener los parámetros internos del motor. Encontrar el rango de trabajo de la planta (zona más lineal). Realizar acondicionamiento de lasseñales de 0 V a 5 V para los conversores ADC. Obtener la función de transferencia para el modelo de planta ampliada.

ubica una rueda y un sensor óptico de herradura que se encarga de dar el dato de la frecuencia con que gira la rueda. Construido este sistema se procede con la ubicación de voltímetros y un osciloscopio para la medición de el voltaje de entrada Vi en el motor, el voltajegenerado Vg y la frecuencia o velocidad angular de la planta. Se empieza a variar Vi cada 0.1 V desde 0 V y se encuentra una zona muerta de1.9 V en donde no se puede vencer la inercia del motor y este no gira, a partir de este punto se obtienen los datos de la(Tabla 1). Vi(V) 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Vg(V) 7 7,2 7,95 8,2 8,9 9,3 9,85 10,77 11 11,43 11,9312,91 13,55 14,15 14,3 15,23 15,7 16,64 16,65 F(Hz) 55,6 57,5 63,3 64,9 71 74,6 78,1 85 87,7 92,6 95,1 104 109 111 114 119 125 132 135 W(rad/s) 349,34 361,28 397,72 407,77 446,10 468,72 490,71 534,07 551,03 581,82 597,53 653,45 684,86 697,43 716,28 747,69 785,39 829,38 848,23 rpms 3336 3450 3798 3894 4260 4476 4686 5100 5262 5556 5706 6240 6540 6660 6840 7140 7500 7920 8100



3.Caracterización de la planta La planta está compuesta por 2 motores DC unidos por sus ejes, uno funcionando como motor y el otro como generador, en el eje se

3,8 17,4 3,9 17,93 4 18,44 4,1 19,31 4,2 19,53 4,3 20,3 4,4 20,7 4,5 21,43 4,6 22,3 4,7 22,8 4,8 23 5 24 5,1 25,96 5,3 26,3 5,5 27,25 5,7 28,56 5,9 30,08 6 30,1 6,1 31 6,2 31,5 6,3 31,9 6,4 32,3 6,7 33 6,9 34,9 7 35 (Tabla 1)

139 145 149 154 156 164167 172 179 182 185 196 200 213 222 227 240 245 253 255 260 263 275 281 284

873,36 911,06 936,19 967,61 980,17 1030,44 1049,29 1080,70 1124,69 1143,53 1162,38 1231,50 1256,63 1338,31 1394,86 1426,28 1507,96 1539,38 1589,64 1602,21 1633,62 1652,47 1727,87 1765,575071 1784,424627

8340 8700 8940 9240 9360 9840 10020 10320 10740 10920 11100 11760 12000 12780 13320 13620 14400 14700 15180 1530015600 15780 16500 16860 17040

Vi vsVg
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8

Fig 1. Voltaje entrada vs Voltaje generado

40 30 20 10 0 0 500

w vs Vg

Un análisis de la (Tabla 1) indica un voltaje generado muy alto, un aumento en Vi podría causar daños en el generador y por lo anterior no se logra identificar la zona de saturación y se decide entonces trabajar en un rango de operación bajoen el motor (1.9 V a 6.5 V). Con estas condiciones se puede diseñar el actuador y acondicionador.

1000

1500

2000

Fig 2. Voltaje generado Vs velocidad angular

Vi vs rpms
20000 y = 2801,2x - 2233,5 15000 10000 5000 0 0 2 4 6 8

Se debe realizar el acondicionamiento de la señal entregada por el generador para el conversor análogo digital ADC (0 V a 5 V). El contol de la planta sedebe hacer para los 2 sentidos de giro, por lo tanto el voltaje generado Vg estará entre -30 V y 30 V, este rango se pasa al requerido mediante un amplificador de ganancia 0.08, finalmente se suma un nivel DC de 2.5 V para eliminar los voltajes negativos. El diseño completo del acondicionador se muestra en la (Fig 5).

Fig 3. Voltaje entrada Vs rpms De la línea de tendencia se obtiene la...