Levitador Electromagentico

Control Digital de un Sistema de Levitacion Electromagnetico



CONTENIDO INTRODUCCION CAPÍTULO 1. MODELO MATEMATICO SECCIÓN 1.1 CONSTRUCCION DE LA ESTRUCTURA. SECCIÓN 1.2 CARACTERIZACION DE LA INDUCTANCIA Y SENSORES. SECCIÓN 1.3 OBTENCION DE LA FUNCION DE TRANSFERENCIA. CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL CONTROLDIGITAL SECCIÓN 2.1 DISCRETIZACION DE LA PLANTA SECCIÓN 2.2 CALCULO DE LAS GANANCIAS DELESTIMADOR Y RETRO DE
ESTADOS SECCIÓN 2.3 SIMULACION DEL SISTEMA CONTROLADO

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CAPÍTULO 3. APLICACIÓN DEL CONTROL DIGITAL SECCIÓN 3.1 PUESTA EN MARCHA

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INTRODUCCION

Actualmente existe un sin fin de aplicaciones prácticas para el fenómeno del magnetismo, tan impactante y tan complejo que ha fascinado a cientos de científicos que se dedican al estudio de susorígenes, las ecuaciones que lo rigen y sus posibles aplicaciones en las maquinas que día a día nos hacen la vida más fácil. No obstante, por ser un fenómeno de alta complejidad incita a los humanos a tener un dominio sobre sus fuerzas, a controlarlo completamente y hacer de este una fuente de energía aplicable a cualquier cosa que se quiera construir. En los motores eléctricos se ve como el uso de loselectroimanes y/o imanes permanentes es indispensable para el movimiento de los mismos, dichas fuerzas actúan sincronizadamente para crear fuerzas de atracción y repulsión que convierten a estas en un movimiento angular que se transfiere a un eje y lo hace girar; algunos sensores utilizan este fenómeno para detectar objetos metálicos próximos valiéndose de las propiedades de los metales de alterarlas líneas de campo magnético, en los monitores y televisores el campo magnético generado por un electroimán dirige a los electrones hacia un punto específico en la pantalla en un periodo de tiempo definido. Estas aplicaciones hacen notable la gran importancia que tiene este fenómeno en nuestra vida cotidiana. Sin embargo, para que estas fuerzas puedan ser aprovechadas es necesario controlarlas yhacerlas estables para el dispositivo en el que se intente implementar. Es por esto que se plantea el desarrollo de un Sistema de Levitación Magnética el cual se controlara por computadora, con una tarjeta de adquisición Sensoray Modelo 626. El control está basado en una retroalimentación estática de estados estimados, para ello es necesario un observador asintótico, para retroalimentar los estadosobservados, multiplicando por una matriz de ganancias, efectuar una acción de control y estabilizar la fuerza del electroimán que “suspenderá” un balín de metal en el aire en un punto fijo. Por naturaleza este sistema es inestable, y se refleja en la atracción del balín por parte del inductor. Si se desea controlar la posición del objeto metálico, es necesario tener un modelo matemático quedescriba el comportamiento dinámico de la planta. En este trabajo se muestra un procedimiento para obtener una función de transferencia, que servirá para analizar, y diseñar alguna estrategia de control, es importante destacar que el modelo obtenido es producto de la linealizacion del modelo original, ya que como es bien sabido este sistema es no lineal. El desarrollo de este sistema promueve laaplicación de controladores analógicos y digitales, como es el caso de este trabajo.

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Capitulo 1. Modelo matemático 1.1 Construcción de la estructura.
En la construcción de un soporte para un levitador electromagnético se deben considerar los siguientes factores: dimensiones, rigidez mecánica y la no magnetización del material para evitar el desvió de las líneas del campo magnético. Haciendo laconsideración de los factores mencionados anteriormente, se ha seleccionado la madera, como material aplicable, además es fácil de manipular, entre otras de sus características. El dispositivo actuador es un electroimán del tipo solenoide, el cual está constituido por 600 vueltas de alambre de cobre magneto del No. 23, enrollado alrededor de un núcleo de hierro. (Figura 1)

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Figura 1....