Control De Posicion De Un Motor Dc Por Medio De Un Controlador Pid.docx

CONTROL DE POSICION DE UN MOTOR DC POR MEDIO DE UN CONTROLADOR PID MIGUEL ANGEL RINCON SALAMANCA Código 2135611 BRAIAN STIVEN ROCHA PADILLA Código 2135640 EDINSON FERNANDO MARTINEZ Código 2123239 RICARDO ANTONIO RUIZ Código 2122240 Universidad industrial de Santander, Facultad de físico mecánicas Departamento de ingeniería mecánica. Programa de: Ingeniería de control Bucaramanga, Santander, Colombia Junio - 2018 Resumen Este documento resalta información relacionada al modelamiento y simulación de un sistema de control a un motor DC (el posicionamiento de una torre grúa por medio la señal de entrada deseada). Se implementó el método de ziegler nichols para el controlador y su simulación en el software Arduino.

Palabras claves 1. Introducción

2. Posición de una torre grúa con control de motor DC

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación. Figura 1. Diagrama de bloques para el sistema de control

Este sistema de control aplicado a un motor DC intenta controlar los movimientos que para la aplicación deseada que es una torre-grua supla unas especificaciones circunstanciales, pero existen factores externos que perturban el sistema de control y hace casi que imposible que sintonice o se estabilice a las especificaciones establecidas.

Mediante una entrada de señal al actuador transmite una información a nuestro controlador del sistema, este controlador puede ser tipo P, PI o PID dependiendo de la configuración de nuestra planta. Nuestra planta responde a las interacciones que suceden en el controlador y envían respuestas que pueden ser o no validas, estas respuestas son de cierta forma calificadas por nuestro sensor que retroalimenta nuestro sistema por medio de ciclos continuos con el fin de que la señal de respuesta de la planta sea la que nosotros estamos buscando.

Los factores que afectan la señal de salida de nuestra planta son las perturbaciones externas que impiden el proceso ideal de funcionamiento de nuestro sistema de control, es por ello que se realiza la retroalimentación por medio del sensor, con el fin de corregir y sintonizar la señal.

Cuando aplicamos un controlador proporcional y le ingresamos valores hasta que se generaron este tipo de oscilaciones, se determino un Kcrit, este Kcrit es de 30 y un Tcrit de 330 milisegundos. Con estos valores de calculan según la tabla las constante para el controlador PID.

3. Identificación y modelamiento del sistema Para realizar el diseño de los controladores PID se hizo necesario establecer el modelo dinámico que relacione el ángulo de rotación con respecto a la corriente. El voltaje llega a nuestro actuador que en este caso es un Arduino MEGA, este voltaje, el Arduino la transforma en corriente que alimentara un motor DC y es regulada por medio de un potenciómetro y amplificada por un puente H. A la salida del motor se introduce un reductor el cual está configurado para reducir las rpm del eje de la torre-grua. Kp= 18 Ti=0.165 seg Td= 0.042 seg

4. Sintonización y simulación 4.1. Curva de reacción.

4.3 Método de prueba y error.

Cuando hacemos la simulación de nuestro sistema sin controladores, observamos que presenta unas oscilaciones sostenidas y concluimos que no podemos aplicar el método de la recta tangente ya que esas oscilaciones son nuestra limitante. 4.2. Oscilaciones sostenidas.

Este método se usó con el fin de obtener un mejor control PID del sistema, debido a que se realizó basándonos en la experimentación asiendo un proceso de iteraciones, en el que consiste en dar valores a las constantes para así cumplir las condiciones de respuesta al ángulo deseado. Kp= Ti= Td=

Utilizando el método de oscilaciones sostenidas de ziegler nichols para el calculo de de la constante critica kcr que es la distancia entre arista y arista de la onda.

kcr