Control analogico

OBJETIVO
Diseñar e implementar un sistema de control analógico de velocidad PID para un motor CD.

Introducción
Uno de los objetivos para el proyecto que se quiere realizar es lograr controlar la velocidad del motor CD, para que así, el error de estado estacionario de la posición del motor se aproxime a cero; además se desea que el error de estado estacionario debido a una perturbacióntambién se aproxime a cero.
Otro requerimiento es que el motor alcance muy rápidamente su velocidad final. En este caso, se desea disminuir el tiempo de establecimiento para que sea mínimo y tenga un sobrepaso considerable.
El control automático desempeña un papel importante en los procesos de manufactura, industriales, navales, aeroespaciales, robótica, económicos, biológicos, etc.
Se requiereconstruir un control para un motor de CD, en este caso será un control PID. Para esto se tiene que hallar el modelo del motor de CD, posteriormente se hallará el modelo matemático del mismo por medio de las variables de estado. Con la ayuda del software MATLAB se hallará la función de transferencia del sistema con el fin de obtener los parámetros del PID, el cual le dará información importante sobrela dinámica del mismo. Para finalizar se construirá el prototipo del sistema, utilizando amplificadores operacionales y construyéndolo en un circuito impreso.
Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que se utiliza en sistemas de control industriales. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor que se quiere obtenercalculándolo y luego sacando una acción correctora que puede ajustar al proceso acorde. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo.
El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de controlsuficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por ejemplo.
Ajustando estas tres constantes en el algoritmo de control del PID, el controladorpuede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicacionespueden solo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control.
Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción decontrol.
Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se necesita, al menos:
1. Un sensor, que determine el estado del sistema (termómetro, caudalímetro, manómetro, etc).
2. Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador.
3. Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia eléctrica, motor, válvula, bomba, etc).El sensor proporciona una señal analógica o digital al controlador, la cual representa el punto actual en el que se encuentra el proceso o sistema. La señal puede representar ese valor en tensión eléctrica, intensidad de corriente eléctrica o frecuencia. En este último caso la señal es de corriente alterna, a diferencia de los dos anteriores, que son con corriente continua.
El controlador lee...