Ingeniero naval

Pr´ctica 4 a

CONTROL POR COMPUTADOR DE SERVOMECANISMOS
4.1 ´ Introduccion

Como es sabido, un sistema din´mico, ante la acci´n de unas se˜ales de entrada, evoluciona a o n a lo largo del tiempo variando su estado, y en consecuencia una serie de se˜ales de salida. n En esta pr´ctica se va a introducir el computador como un sistema din´mico que interact´a a a u con otros sistemas din´micos.Para ello debe tener un dispositivo capaz de tomar valores de a se˜ales de entrada a lo largo del tiempo, y debe ser capaz de generar se˜ales externas para n n influir sobre otros sistemas. Este dispositivo es la tarjeta de adquisici´n de datos. o El comportamiento que tiene el computador viene dado por un programa que se dise˜a al n efecto. Este programa tiene la misi´n de muestrear (leer) lasse˜ales de entrada, calcular el o n valor de las salidas en ese instante y transmitirlos a la tarjeta de adquisici´n de datos para o que genere la se˜al de salida. Esta propiedad hace que el computador sea una herramienta n adecuada para la simulaci´n y/o el control de sistemas din´micos. o a El programa es el encargado de determinar el comportamiento din´mico del sistema mediante a la implementaci´nde una determinada ecuaci´n en diferencias que controla el sistema en o o tiempo discreto. 1

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´ PRACTICA 4. CONTROL POR COMPUTADOR DE SERVOMECANISMOS

u PC
D/A A/D Sistema dinámico

y
Programa (Ley de control)

Figura 4.1: Diagrama de bloques de un esquema de realimentaci´n usando un computador. o

4.2

Objetivos

Esta pr´ctica es una introducci´n a la utilizaci´n delordenador como sistema din´mico y a o o a como elemento de control. As´ ´sta se organiza en tres tareas: ı, e

1. Observar los problemas de muestreo y reconstrucci´n de se˜ales continuas incluyendo o n el fen´meno de enmascaramiento o ”aliasing”. o 2. Estudio est´tico y din´mico del sistema y comparaci´n con los resultados de la pr´ctica a a o a 3. Identificaci´n de los par´metros caracter´ o a ısticosdel sistema. 4. Introducir el computador como elemento de control.

4.3

Equipo necesario

• Ordenador PC. • Tarjeta de adquisici´n de datos, capaz de muestrear se˜ales (A/D) y generar se˜ales o n n continuas (D/A) mediante un mantenedor de orden 0. La tarjeta se halla instalada en el interior de los ordenadores y se accede a ella a trav´s de un tablero de conexiones. e A trav´s de la tarjetael ordenador lee las salidas del sistema (t´ e ıpicamente la posici´n o y/o velocidad del eje del motor) y act´a sobre el sistema (la se˜al de mando ser´ en u n a este caso un voltaje que excita al motor). Importante: Todas las se˜ales que entran o salen de la tarjeta deben estar en el rango n de -5 a 5V. Debido a que el equipo FeedBack opera entre +15V y -15V es necesario usar un divisor detensi´n para las entradas a la tarjeta y un amplificador para las salidas o de ´sta. e

Laboratorio de Control Autom´tico a • LabVIEW (para implementar el programa de adquisici´n y control) o • Compilador Visual C++. • Osciloscopio. • Generador de onda.

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• Equipo de control de motor de corriente continua de Feedback Ldt. Ya ha sido ampliamente comentado en la pr´ctica de control anal´gico delos servomecanismos. Se a o incluye a continuaci´n una breve rese˜a a modo de recordatorio: o n – Motor de corriente continua excitaci´n serie (MT 150F): Se utilizar´ la o a conexi´n por armadura, para lo cual han de estar unidos los terminales de la o siguiente forma: 3 con 6, 4 con 5 y 7 con 8. Para modificar la velocidad del motor se var´ la excitaci´n del mismo, la cual (terminales 1 y 2)admite de +15 a -15 ıa o V, que ser´n suministrados por un amplificador, puesto que la tarjeta A/D no a proporciona bastante tensi´n. o – Potenci´metro (OP 150K): Se acopla al eje del motor para obtener su posici´n o o angular. Est´ alimentado a ±15V, por lo que proporciona un voltaje (entre dichos a valores) proporcional al ´ngulo girado. a – Tac´metro: Est´ incluido en el motor. Suministra una...