Servo mecanismo. control pid

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RESUMEN

El presente trabajo tiene como finalidad el estudio del algoritmo de control por modelo interno IMC y diseño de un servomecanismo de posición, basado en trabajos previos y experiencias prácticas para construir un prototipo. Se comparara y analizará los controladores PID tomando como base los modelos empíricos y el algoritmo de control IMC, de manera cuantitativa a través de losparámetros de la respuesta transitoria para así determinar su desempeño y funcionamiento de los mismos ante este tipo de sistema. Los resultados de las simulaciones establecerán las ventajas y desventajas de los controladores ya mencionados, usando la herramienta de software Matlab-Simulink V2008a. Este prototipo constará de un servo controlador, PWM, servoamplificador, servomotor eléctrico y un sensor deposición.

PALABRAS CLAVES: IMC, Servomecanismo de posición, Métodos empíricos, Servoamplificador, PWM, Servomotor eléctrico, PID.

ÍNDICE GENERAL

CONTENIDO Pág.
AGRADECIMIENTO v
DEDICATORIA vi
RESUMEN vii
INTRODUCCIÓN 1
CAPITULO I: El PROBLEMA 3
1.1 Planteamiento del problema 3
1.2 Objetivos4
1.2.1. Objetivos General 4
1.2.2. Objetivos Específicos 5
1.3 Justificación 5
1.4 Limitaciones 6
1.5 Delimitaciones 6
CAPITULO II: MARCO TEORICO 7
2.1 ANTECEDENTES 7
2.2 BASES TEÓRICAS 8
2.2.1 Términos y variables de control continuo 82.2.2 Lazos de Control 9
2.2.2.1 Sistemas de lazo abierto. 9
2.2.2.2 Sistemas de control en lazo cerrado. 9
2.2.3 Modelado del motor eléctrico DC. 11
2.2.4 Servomecanismo de posición. 13
2.2.4.1 Componentes que conforman un servo-posición 132.2.5 Modelos Empíricos 14
2.2.5.1 Caracterizaciones de procesos mediante la ganancia última y el período último.
14
2.2.5.1.1. Formas de obtener KCU y el TU. 15
2.2.5.2 Modelo empírico de procesos aproximándolos a una
función de transferencia 1erorden más tiempo muerto 15
2.2.5.2.1 Formas de Obtener K, tO y τ 16
2.2.5.3 Modelo empírico de procesos aproximándolos a una
función de transferencia de segundo orden más tiempo muerto
20
2.2.6 Estructura de un Controlador PID 23
2.2.6.1 PI: acción de control proporcional- integral24
2.2.6.2 PD: acción de control proporcional-derivativa 24
2.2.6.3 PID: acción de control proporcional-integral-derivativa 25
2.2.6.4 Representaciones alternativas de las funciones de transferencia del control PID
27
2.2.7 Control por modelo interno (IMC) 28
2.2.7.1 Definición28
2.2.8 Ajuste de controladores PID 30
2.2.8.1 Controlador PID mediante el control por modelo interno 31
2.2.9 Construcción física del controlador PID 32
2.2.10 Tren de Engranajes 35
2.2.10.1 Clasificación de los trenes de engranajes 36
2.2.11 Modulador de ancho de pulsos (PWM) conamplificadores operacionales.
42
2.2.12 Puente H 43
2.2.13 Motores de corriente continua 45
2.2.13.1 Definición 45
2.2.13.2 Tipos de motores de corriente continúa 45
2.2.13.2.1 Motores de corriente continua de Imán Permanente
46...
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