Tesis

Páginas: 16 (3813 palabras) Publicado: 15 de abril de 2011
Monografía de Control Robusto.
Diseño de un controlador para un levitador magnético utilizando técnicas de Quantitative Feedback Theory (QFT).

Grupo: Diego Alcetegaray Santiago Remersaro Docente: Alvaro Guisto

Control Robusto – curso 2002 Instituto de Ingeniería Eléctrica - Facultad de Ingeniería - UDeLaR

Índice
• • • • • • • Resumen Introducción Funcionamiento de un levitador EMSDescripción de la planta a controlar Modelado de la planta con incertidumbre Diseño del controlador Comparación entre ambos controladores

Resumen
Esta monografía presenta el diseño de un controlador para la experiencia de levitación magnética utilizando técnicas de QFT; para este propósito se debió identificar la incertidumbre en los parámetros de la planta, y diseñar el controlador .Por últimose realiza una comparación de performance entre el controlador diseñado en el artículo[1] (el cual inspiró la realización de este trabajo) y el diseñado en la monografía.

Introducción
Desde sus primeros estudios, la levitación magnética ha sido aplicada en numerosos sistemas, como por ejemplo, rodamiento sin roce, sistemas mecánicos de almacenamiento de energía y sistemas de transporte de altavelocidad. Existen 2 principios de levitación que sustentan todas estas aplicaciones: repulsión y atracción. En la levitación por repulsión (electrodynamics suspension, EDS), las corrientes inducidas en un cuerpo conductor generan las fuerzas de levitación. Este sistema es estable en su eje vertical, y tiene un punto de equilibrio natural. Principio de levitación por atracción (electromagneticsuspension, EMS), un cue rpo es atraído por un flujo magnético en contra de la gravedad; el equilibrio que se produce entre la fuerza de atracción y de la gravedad es inestable, por lo que la levitación por atracción es impracticable sin la ayuda de un sistema de control. Los sistemas electromagnéticos (EMS) dependen de las fuerzas atractivas entre los electroimanes y un material ferromagnético(objeto levitante). Debido a que la fuerza de atracción se incrementa a menor distancia, tales sistemas son inestables y las corrientes del imán deben controlarse cuidadosamente para mantener la altura de la suspensión deseada. Además el espaciado entre el electroimán y el objeto necesita ser pequeño (en los sistemas de transporte que utilizan este fenómeno sólo es de unos centímetros a lo sumo). Porotro lado, utilizando EMS, es posible mantener la suspensión magnética incluso cuando el vehículo esta inmóvil, lo cual no es cierto para sistemas electrodinámicos (fuerza repulsiva).

Control Robusto – curso 2002 Instituto de Ingeniería Eléctrica - Facultad de Ingeniería - UDeLaR

Funcionamiento de un levitador EMS (basado en el artículo [1] *)
Este tipo de sistemas se compone básicamente deun electroimán fijo y un objeto levitante dispuesto debajo de este primero, como se muestra en la figura:

Figura extraída del artículo [1] El electroimán o bobina está compuesta por un núcleo cilíndrico de material ferromagnético y un alambre esmaltado enrollado a su alrededor N veces, esta puede ser modelada por una inductancia de valor L. La esfera levitante (material ferromagnético) secaracteriza por su masa y por la distancia a la que se encuentra de la bobina. El valor de la inductancia L del sistema bobina, núcleo ferromagnético y esfera ferromagnética móvil, es debido a dos factores: -Una parte constante debida a la bobina con el núcleo sin presencia de la esfera. -Otra parte debida a que la esfera de material ferromagnético cambia la reluctancia del camino del flujo según laposición de la misma. Al acercarse el objeto a la bobina la reluctancia disminuye, por lo que el flujo magnético aumenta, aumentando así el valor de la inductancia (L = dF/dI). Por el contrario al alejarse el material disminuye este efecto, por lo cual la inductancia de la bobina disminuye hasta el valor constante de la bobina y el núcleo. El valor de la inductancia considerando este efecto puede...
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