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˜ DISENO DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA UN MOTOR CD
´ CONTROL ROBUSTO (POSGRADO EN ING. ELECTRICA) ENTREGA: 6 MARZO, 2003

Objetivo: presentar al estudiante un proyecto de dise˜o de un sistema decontrol con aplin
caci´n real. En particular enfocado hacia el control de velocidad de un motor CD. Utilizar la o s´ ıntesis en base a observadores y retroalimentaci´n de estados como herramienta dedise˜ o. o n

´ Notacion:
e B J ia if La Lf Kb Ra Rf Te Tl va vf ω Fuerza electromotriz inducida (V ) Coeficiente de fricci´n (N · m/rad/s) o Inercia (kg · m) Corriente de armadura (A) Corriente decampo (A) Inductancia de armadura (H) Inductancia de campo (H) Constante electromotriz (V /rad/s) Resistencia de armadura (Ω) Resistencia de campo (Ω) Torque el´ctrico e Torque de carga Voltaje dearmadura (V ) Voltaje de campo (V ) Velocidad angular (rad/s)

Motor CD: el modelo matem´tico del motor cd depende de la configuraci´n de conexi´n a o o
entre armadura y campo. Para este trabajo, seasume que el campo se encuentra excitado a un voltaje determinado vf y se varia el voltaje de armadura va para ajustar la velocidad angular ω del motor. As´ nos enfocamos en analizar el siguientecircuito equivalente: ı,

+

ia
Ra

Rf Va La

+ + e Te ω J,B Tl
Lf

if

Vf

donde la fuerza electromotriz inducida e = Kb ω y el torque el´ctrico Te = Kb ia . Tl representa e el torquemec´nico requerido por la carga, este termino se considera un perturbaci´n en el a o

modelo. Por lo tanto se puede derivar el siguiente modelo: x = ˙ ia ω = −Ra /La Kb /J 1 0 0 1 −Kb /La −B/J 0 0 x+ 0 01/La 0 Tl va + 0 −1/J Tl (1) (2)

x+

va +

donde Ra = 3.715Ω, La = 7.83mH, B = 2.58989 × 10−4 N · m/rad/s, J = 2.7178 × 10−3 kg · m and Kb = 0.3102V /rad/s.

Actuador: el voltaje de armadurava se regula por medio de un convertidor CA/CD monof´sico. Este convertidor esta basado en una estructura de puente de SCR’s controlado a por medio del ´ngulo de disparo. a

+ vs va -

Ahora,...