Controlador pido de motor dc con dspic

Proyecto Final de Carrera
Implementaci´n de un Regulador PID en un
o
dsPIC33F
Alumno: Francisco Salavert Torres
Director: Pascual P´rez Blasco
e
Ingenier´a T´cnica en Inform´tica de sistemas
ı
e
a
15 de diciembre de 2010

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Indice general
1. Introducci´n
o

7

1.1. Visi´n general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o

7

1.2. Motivaci´n . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o

9

1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4. Organizaci´n de los contenidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
o
2. Regulador PID

15

2.1. T´rmino Proporcional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
e
2.2. T´rmino Integral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
e2.3. T´rmino Derivativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
e
2.4. Ecuaci´n del regulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
o
2.5. Ecuaci´n del regulador discreta . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
o
3. Motor de corriente continua

21

3.1. Modificar la velocidad de giro, PWM . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2. Posicion y velocidad, encoders . . . . . . . . . .. . . . . . . . 23
3.2.1. Control de velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.2. Control de posici´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
o
3.3. Sentido de giro, puente H

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4. Implementaci´n
o

27

4.1. Microcontroladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3

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INDICE GENERAL

4

4.2. dsPIC . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3. Esquema del montaje y simulaci´n . . . . . . . . . . . . . . . 30
o
4.4. Programaci´n en C del algoritmo PID
o

. . . . . . . . . . . . . 32

4.4.1. Regulador PID de Posici´n en C . . . . . . . . . . . . . 32
o
4.4.2. Regulador PID de Velocidad en C . . . . . . . . . . . . 34
4.5. Programaci´n usando las librer´ del dsPIC .. . . . . . . . . 36
o
ıas
4.5.1. Funciones PID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.5.2. Funciones implementadas en ensamblador . . . . . . . 39
4.5.3. Ejemplo de uso de las funciones PID . . . . . . . . . . 43
4.5.4. Regulador PID de Posici´n con librerias . . . . . . . . 45
o
4.5.5. Regulador PID de Velocidad con librerias . . . . . . . . 46
5. Tareas, FreeRTOS

495.1. Implementaci´n de tareas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
o
5.2. Tiempo absoluto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.3. Ejemplo de implementaci´n de una tarea . . . . . . . . . . . . 53
o
Ap´ndices
e

55

A. Configuraci´n del m´dulo PWM
o
o

57

A.1. Registros de configuraci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
o
A.1.1. P1TCON . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.1.2. P1TPER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.1.3. PWM1CON1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.1.4. P1DTCON1 y P1DTCON2 . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.1.5. P1DC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A.1.6. P1OVDCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
A.2. Tiempo muerto . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
A.2.1. Ejemplo de inicializaci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
o

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INDICE GENERAL
B. Configuraci´n de m´dulo QEI
o
o

5
61

B.1. Registros de configuraci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
o
B.1.1. QEI1CON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
B.1.2. DFLT1CON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 63
B.1.3. POS1CNT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
B.1.4. MAX1CNT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
B.1.5. Ejemplo de inicializaci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
o
C. Configuraci´n de m´dulo ADC
o
o

65

C.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
C.2. Registros de configuraci´n . . . . . . . . . . . . . . ....