Control

SERVO CONTROL SISTEMA DE ENTRENAMIENTO ANALOGICO Y DIGITAL
MANUAL DE LABORATORIO TM92215-00

EXPERIMENTO 1: GRATIFICACIÓN INSTANTÁNEA. Secciones de referencia a libros de texto: Sección 1, pagina 1. Objetivo.- Demostrar el funcionamiento del sistema de control de la planta barra-bola. Equipo extra requerido: Osciloscopio.

Prefacio. El problema de la barra-bola es un ejemplo clásico de unsistema no lineal. Esto es considerado por algunos por ser un problema de control difícil. Es interesante notar que esto es similar al control del pórtico de grúa, controlar la trayectoria de un cohete, y la posición de un satélite en el espacio. Todas estas plantas son sistemas ligeramente amortiguadas (las fuerzas de oposición no impiden el movimiento). Cuando éramos niños, tratábamos debalancear una escoba en las palmas de nuestras manos. Esto es otro ejemplo de un sistema ligeramente amortiguado. Por lo tanto, uno no puede decir, con sinceridad, que la barra-bola no tiene significativo práctico. Claramente esto tiene significado práctico.

Procedimiento de control manual. Para demostrar la dificultad el control de la posición de la bola. 1.- Encienda la fuente de poder. 2.- Conecteel sistema de control mostrado en la Figura 1.1.

Fig. 1.1

3.- Usando el potenciómetro de 1K, trata de posicionar la bola en 0 y manténgala ahí por unos segundos. 4.- En este caso sus ojos son el canal instrumentado, sus manos son el actuador, y su cerebro es el controlador. 5.- Si estas atento en ordenar la posición de la bola en una posición dada, y mantener que posición que velocidad derespuesta (acción manos-cerebro) para la posición de la bola ¿el error es extremadamente importante? Esto es por que las propiedades dinámicas del control son discutidos en este texto.

Procedimiento del control automático. 1.- Con la fuente de poder encendida. 2.- Conecte el sistema de control mostrado en la figura 1.2.

Fig. 1.2 3.- Ajusta el resistor y el capacitor en la posición dada en lafigura 1.2. 4.- Encienda la fuente de poder. 5.- Mueva la bola ajustando el potenciómetro de 10K. 6.- Una buena respuesta de ajuste puede ser hecha con R2 en la compensación 2. 7.- La respuesta de la bola puede ser razonablemente estable. Esto es, por mover lentamente y ajustar al potenciómetro de 10K. 8.- Cambia R2 en la red de compensación 2 a 30K. 9.- Note como la respuesta cambia.

10.- ConR2 (red de compensación 2) = 80K y el potenciómetro de 10K centrado, la perturbación de la bola es una pequeña cantidad (dos pulgadas mas o menos). Esto podría volver lentamente a la posición original. Si la respuesta no es estable o brusca, reduzca R2 en la compensación 2.

Un punto critico. 1.- Cambie la fuente de poder a apagado. 2.- En la red de compensación 1 haz los siguientes ajustes: R1= 90 K R2 = 25 K C1 = 4.7 F C2 = 0 3.- En la red de compensación 2 hacer los siguientes ajustes: R1 = R2 = R3 = R4 = 50 K 4.- Encienda la fuente de poder. 5.- La bola podrá rodar para adelante y para atrás de manera oscilatoria. Si no lo hace hágalo con R1 y R2 de la red de compensación 2. Cuando regulas apropiadamente (R1 y R2) la bola se moverá hacia atrás y hacia delante entre +6 y -6 pulgadasen una trayectoria muy suave. No mire fijamente la bola por mucho tiempo por que puedes quedar hipnotizado. 6.- Esta respuesta puede ser inestable. Actualmente la respuesta critica está entre el punto de estabilidad e inestabilidad, tu tienes que hacer algunas oscilaciones, en términos de ingeniería hay raíces de ecuaciones características sobre el eje imaginario del plano “S”. Estas raíces sonimaginarias, una conjugación compleja de pares con partes no reales. 7.- La frecuencia de oscilación es llamada frecuencia natural del sistema. ¿Puedes estimar esta frecuencia usando tu reloj o un osciloscopio? Si usas un osciloscopio, note la forma de la onda senosoidal ¿Por qué es una onda seno? 8.- ¿Que factores determinan esta frecuencia? ¿Puede ser cambiada ajustando los valores de los...