Formato ifac para laboratorio de control digital

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DIGITALIZACIÓN Y WINDUP

Andrés M. Corredor, Andrés F. Ramos.

Best Practices Experts, Cir. 2 #73-75, Medellín, Colombia, andresmcorredor@hotmail.com, tel. (+574) 4130787, fax 4144613.

Resumen: En esta práctica se muestran los efectos negativos de escoger mal el periodo de muestreo y/o el nivel de cuantización, sobre un lazo de control digital realimentado, implementadoen el Movilab. Además, se muestra el efecto del desbordamiento de registros conocido como WindUp. Copyright © 2008 UPB.

Keywords: Digital Control, windup, quantization, sampling.

1. INTRODUCCIÓN[1]

En la implementación de un controlador digital, se deben escoger adecuadamente el periodo de muestreo y el nivel de cuantización, para lograr un funcionamiento adecuado delcontrolador. En esta práctica se determinan, experimentalmente, los rangos adecuados de estos dos parámetros.

Para la realización del laboratorio[2] se recomienda recordar el manejo del Movilab y el RealMatlab, a través de su manual (Zuluaga, 2006) y la guía rápida de operación (Betancur, 2006).

Se pretende plasmar los resultados del análisis hecho sobre lo experimentado en la primera prácticade laboratorio. En los puntos siguientes se recuerda nuevamente cada uno de los objetivos, se decribe el análisis realizado sobre los experimentos, tanto cualitativa como cuantitativamente y por último se concluye.

1. Objetivo general

• Ilustrar prácticamente el efecto de una mala selección del período de muestreo (PM) y del nivel de cuantización, al usar una máquina digital para controlarun proceso continuo, y comprender el efecto de la saturación de los actuadores.

2. Objetivos específicos

• Detectar el límite máximo del período de muestreo para un controlador digital y relacionarlo con el modelo de la planta controlada.

• Detectar el límite mínimo del período de muestreo para un controlador digital.

• Observar el efecto de variar la resolución de sensores,actuadores y consignas.

• Para un control P+I someter el actuador a saturación y observar el efecto posterior cuando la saturación desaparece.

2. DESARROLLO

1. Análisis de los experimentos realizados en la sección 4.4. de la guía. Relacionar cualitativamente el límite máximo del período de muestreo con el modelo del proceso controlado.

En el primer procedimiento se varió el PM desde 50mshasta los 3s, en los primeros casos no se nota mucho la diferencia de incrementar dicho valor, pero al llegar a los 600ms es posible ya observar algo que no está bien en el comportamiento del controlador, aunque este comporta miento errático se ve solo antes de aplicar el escalón de 125Udds se puede decir que el sistema no responde a tiempo inicialmente, pero al transcurrir los 10s la acciónintegral del control se hace notable y el error comienza a disminuir tal como se observa en la Figura 1.

|[pic] |
|Fig. 1. Gráfica PM=600ms (2008). |

Se podría entonces considerar que un PMmax está entre 300ms y 600ms ya que aunque se observa que el controlador se comporta bien luego de 10s es posibleque en algún caso la salida esté sobre la referencia, lo que por desgracia no se pudo observar en la experimentación inclusive para PM superiores.

2. Análisis de los experimentos realizados en la sección 4.5. de la guía. Relacionar cualitativamente el límite mínimo del período de muestreo con las limitaciones del equipo usado para implementar el algoritmo de control.

En cuanto al segundoprocedimiento llevado a cabo en la práctica lo que hizo fue llevar desde un PM medio (50ms) hasta un valor de 2ms, en realidad se hicieron 3 pruebas 50ms, 10ms y 2ms, con respecto a la prueba de los 10ms lo que se obtuvo fue un comportamiento dentro de lo normal, inclusive en 2ms donde se esperaba se obtuviese un comportamiento errado, este no fue el caso, pero si se puede notar que en el mismo...
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