Motores

SISTEMAS DINAMICOS Y CONTROL

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PROYECTO FINAL – CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR DC
Dionel Castro Sotaquira, Cód: 232428; Edwin Alexis Pineda Muñoz, Cód: 233028
Resumen—Diseño, simulación e implementación de un controlador ON-OFF, Proporcional, Proporcional Integral y Proporcional Integral Derivativo en un sistema para control de velocidad de un motor DC de 12 Voltios. Índice deTérminos—Controlador PID, planta, actuador, curva de reacción, sensor, realimentación, simulink.

IV. MARCO TEORICO

I. INTRODUCCION

E

n todos los campos de la electrónica son utilizados los controladores electrónicos para mejorar las respuestas de sistemas tales como motores, seguidores de luz, mantenimiento de nivel, etc. Tales controladores son determinados de acuerdo a parámetros específicos dela planta, es por eso que es importante dominar los conceptos para el diseño e implementación de los controladores. Entre las posibles ramas de aplicación para un controlador se encuentran la electrónica de potencia, las comunicaciones, la robótica, entre otras. Este proyecto consiste en el control de la velocidad de un motor y puede tener distintas aplicaciones, tales como su uso en una bandatransportadora, en una pequeña turbina, entre otros. II. OBJETIVOS  Diseñar e implementar un sistema de control de velocidad para un motor DC, usando un controlador ON-OFF, P, PI y PID.  Utilizar el software de Matlab para simular la respuesta de la planta en lazo abierto y controlada, para diferentes señales de entrada. III. EQUIPOS Y MATERIALES Dos motores DC de 12 V. IC TL 494. Transistor depotencia TIP3055. Opto transistor 4N33. Capacitores. Resistores. Amplificadores operacionales LF353N. Osciloscopio. Generador de señales. Multímetro. Software Matlab 7.1. 2 fuentes DC de computador.

Control PID de plantas. La figura 1 muestra el control PID de una planta. Si se puede obtener un modelo matemático de la planta, es posible aplicar diversas técnicas de diseño con el fin de determinarlos parámetros del controlador que cumpla las especificaciones en estado transitorio y en estado estable del sistema en lazo cerrado. Sin embargo, si la planta es tan complicada que no es fácil obtener su modelo matemático, tampoco es posible un enfoque analítico para el diseño de un controlador PID. En este caso, debemos recurrir a los enfoques experimentales para la sintonización de loscontroladores PID.

Fig. 1. Control PID de una planta

El proceso de seleccionar los parámetros del controlador que cumplan con las especificaciones de desempeño se conoce como sintonización del controlador. Ziegler y Nichols sugirieron más reglas para sintonizar los controladores PID (lo cual significa establecer valores Kp, Ti y Td) con base en las respuestas escalón experimentales o basadas en elvalor de Kp que se produce en la estabilidad marginal cuando sólo se usa la acción de control proporcional. Las reglas de Ziegler-Nichols, que se presentan a continuación, son muy convenientes cuando no se conocen los modelos matemáticos de las plantas. (Por supuesto, estas reglas se aplican al diseño de sistemas con modelos matemáticos conocidos.)

Reglas de Ziegler-Nichols para sintonizarcontroladores PID. Ziegler y Nichols propusieron unas reglas para determinar los valores de la ganancia proporcional Kp, del tiempo integral 1; y del tiempo derivativo Td, con base en las características de respuesta transitoria de una planta específica. Tal determinación de los parámetros de los controladores PID o de la sintonización de los controles PID la realizan los ingenieros en el sitiomediante experimentos sobre la planta. (Se han propuesto numerosas reglas de sintonización para los controladores PID desde la propuesta de Ziegler-Nichols Se les encuentra en la literatura. Sin embargo, aquí sólo presentamos las reglas de sintonización de Ziegler-Nichols). Existen dos métodos denominados reglas de sintonización de Ziegler-Nichols. En ambos se pretende obtener un 25% de sobrepaso...