Control ascensor dsp

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CONTROL DIGITAL DE UN ASCENSOR

Diego Felipe Páez G, Melissa Andrea Castañeda P, Jhon Alfredo Rios C.
CC: 1090411089, CC: 1124019095, CC: 1090385815
Universidad de Pamplona, Decanatura de Ingenierías y Arquitectura,
Programa de Ingeniería Mecatrónica, Asignatura de: Control Industrial I
Prof. Ing. Edwin Ríos Contreras
Colombia, Noviembre-2009

Resumen

En este articulo se describe eldiseño de un controlador PID para una planta en este caso un ascensor el cual consta de un actuador el cual es un motor de CD, un elemento transductor, un sensor de proximidad y como entrada tiene un set point variable el cual depende del piso al cual queramos dirigirnos. Durante el desarrollo de este articulo se describe el proceso de diseño del controlador, teniendo en cuenta las funciones detransferencia de cada parte de la planta y a partir de este su implementación en un control digital por medio de un DSP de marca Freescale el cual a través de un programa diseñado en el modulo experto de codewarrior realiza la acción de control.

Palabras clave: control digital, PID, codewarrior, DSP, Control Ascensor.

1. INTRODUCCIÓN

La implementación en el control de procesos ha avanzado através del mejoramiento de las tecnologías. Un controlador PID antiguamente erase implementado de manera análoga, es decir con dispositivos análogos, pero el desarrollo de la tecnología nos permite implementar un PID a través de dispositivos más avanzados como lo pueden ser micro controladores, software o dispositivos con desarrollos como lo puede ser un DSP’S (sigla en inglés de digital signalprocessor).
La implementación de un DSP’S para el control de un procesos es muy eficiente, ya que este dispositivo tiene una variedad de característica que se pueden usar de manera apropiada para el control de un proceso; facilita como es el uso de un PID, de un pwm, de conversión tanto análoga-digital, como digital-análoga, manejo de señales, sensor de temperatura y demás características.

2.DISEÑO DEL CONTROLADOR PID

Primero que todo se realiza el modelamiento matemático de los componentes de la planta, es decir se debe obtener las funciones de transferencia tanto de la planta o proceso en si mismo como del elemento sensor, como el actuador; para asi por medio de algún método matemático o grafico obtener las constantes para implementar el controlador PID en el dispositivo digitalDSP.

Primero que todo modelamos la planta como un proceso sencillo de primer orden en el cual lo importante es obtener el tiempo de respuesta ante un cambio en la entrada, en este caso al realizar un cambio de 1 salto, esto querria decir que se pasa de un piso a otro por tanto a partir del modelo físico se obtiene.

Velocidad angular
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Diámetro polea:
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[pic]
[pic]

[pic]Dada la distancia entre pisos de 5 cm
Obtenemos el tiempo de respuesta.
[pic]
La función de trasferencia quedaría de la siguiente forma:

Continuamos al modelamiento del actuador o elemento final de control, es decir el motorreductor, para este modelamiento se toma como un sistema de primer orden el cual consta de un tiempo de respuesta.

[pic]
La función de trasferencia quedaría de lasiguiente forma:

Acontinuacion modelamos el elemento sensor transmisor:

Para este modelamiento se realiza una linealizacion del sistema por medio de los puntos dados por la hoja de características:

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Tabla 1: Datos de sensor

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Figura : Linealización del sensor

A partir de esta educación:

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Teniendo la función de transferencia total del sistema:
[pic]Utilizamos el método de ziegler-Nichols para obtener el controlador, por medio de la implementación del controlador en lazo cerrado con una ganancia hasta obtener la ganancia critica en la cual el sistema oscila de forma constante como se muestra en la figura.

[pic]

[pic]

Fig.1 Grafica Oscilación constante.

De esta grafica obtenemos el Pcr=3,8s y una ganancia critica de kcr=1,75....
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