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7/23/2019 Control de posicin.doc

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Control de posicin de un motor de corriente

directa.

1. Objetivo

Disear e implementar un Controlador de tipo Proporcional para regular la posicin deun motor de DC. El operador deber mover un potencimetro el cual establecer la

posicin en grados del motor.

2. Materiales: Protoboard (1) Motor de cd de imn permanente de 9 o 1 voltios! 1 amperes m"imo. () potencimetros lineales de 1# $. (1) acople mecnico para acoplar el e%e del motor con el e%e de un potencimetro de 1#$ o & ampli'icadores operacionales M&* (+) resistencias de ,# $ () resistencias de &9 $ (1) resistencia de 1 $ (1) potencimetro lineal de 1## $ (1) transistor C#,& (1) transistor -1#11 Cables de cone"in

1 uente de alimentacin sim/trica de 01 2 31 Mult4metro Digital

r 0 e u 2

3

DDB del sistema de lazo cerrado

1

5e'erencia Controlador Planta6Motor

7ensor6Potencimetro


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3. Construccin y acople del sistema de posicin

Construiremos el sistema de la 'igura mostrada. Este sistema de posicin constabsicamente de un motor de corriente directa (cd) de imn permanente! al cual se le 8a

acoplado en su e%e de movimiento un potencimetro de # a 1# $. El potencimetro esalimentado con voltios de cd en su terminal 'i%a 2 tierra en su otra terminal 'i%a para teneren su terminal mvil! un volta%e ue var4a de # a voltios durante todo el recorrido del

potencimetro.

Figura 1. Acople de motor y potencimetro.

Observacin:

Como 2a deber4amos saber! los motores de cd de imn permanente tienen idealmenteun comportamiento lineal! esto uiere decir ue la rapide: ser proporcional al volta%eaplicado. En realidad esto no es completamente cierto en todo el rango de volta%es. Por

e%emplo! si el motor ue usamos en este sistema gira a ## r.p.m. cuando se le aplican voltios es mu2 seguro ue gire a 1## r.p.m. si se le aplican . voltios. Pero! si se leaplican #. voltios seguramente ni siuiera alcan:ar4a a arrancar (debido a ue con esadi'erencia de potencial no logra vencer la inercia) cuando deber4a girar a # r.p.m.esto nos lleva al siguiente punto.


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3.1 Rango de voltaje del motor

Deberemos saber el rango de volta%es en el cual el motor tiene un comportamientolineal aplicndole volta%es desde # voltios 2 midiendo la velocidad desarrollada paracada volta%e! esto lo 8aremos antes de acoplar el potencimetro. En este caso no

disponemos de alg;n medidor para sensar la velocidad del motor! una alternativaviable es medir la magnitud del volta%e m4nimo ue se necesita para arrancar el motoren ambos sentidos 2 asumir ue a partir de a84 su comportamiento es lineal.


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3.2 Potencimetro ineal

-plicaremos a los terminales 'i%os del potencimetro ue est acoplado al motor! en

'orma manual 2 gradual comen:aremos a girar el potencimetro desde la posicin inicial 2mediremos el volta%e en el terminal c con cada incremento de la posicin. El incremento dela posicin del potencimetro debe ser proporcional al volta%e en el terminal c.

7i gra'icramos los datos del volta%e para cada posicin del potencimetro la 'uncin ser4asimilar a una recta con una determinada pendiente.

Observacin:

Para esto ser necesario acoplar un transportador entre el e%e del motor 2 la perilla del

potencimetro! el cual nos indicar la posicin en grados del potencimetro.

!. "mplementacin del Controlador

Primero implementaremos un controlador proporcional para lo cual nos guiaremos del DDAmostrado en la 'igura &.

Figura 3. DDB del sistema de posicin en lazo cerrado.

+


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Figura 4. Controlador proporcional.

El controlador proporcional anlogo! basado en ampli'icadores proporcionales! se muestra en la'igura ! el cual genera un volta%e proporcional al error! e! en la relacin

eR

RReKpu )

&

&()(

+

Donde! la ganancia del controlador esB

&

)&

R

RRKp

+=

a seal =u>! es una seal ue puede variar entre ? 2 0 esto depende de la magnitud 2polaridad del error. Pero esta seal no tiene la corriente necesaria para mover el motor porlo tanto se 8ace uso de un ampli'icador corriente! en nuestro caso usamos dos transistoresPP 2 P. ale la pena aclarar tambi/n ue la salida de volta%e del ampli'icadoroperacional no podr ser ma2or ue el de la 'uente ue los alimenta.

En la 'igura muestra el circuito ampli'icador corriente conectado a la salida delcontrolador proporcional. os transistores empleados son el C#,& 2 el -1#11 (oeuivalentes)! en la 'igura se muestra la numeracin de terminales.


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Figura 5. Controlador proporcional con ganancia de corriente.

En este caso el volta%e del ampli'icador es en realidad! solo un poco in'erior a

(5&0565&)i! debido a las caracter4sticas de 'uncionamiento de los transistores en suregin activa.

Figura 6. Numeracin de terminales de los transistores C!"3 y A1!11

Por ;ltimo se tiene el controlador proporcional! la etapa de potencia 2 el sistema deposicin (proceso) solo debemos proceder a conectarlos entre s4 como se indica en eldiagrama de bloues de la 'igura &. Para poder variar la re'erencia se debe emplear otro

potencimetro lineal! el cual se alimenta con volts en sus terminales 'i%os (a 2 b) 2 elterminal c producir el volta%e de re'erencia. De esta 'orma! el sistema motor3

potencimetro debe seguir 'ielmente el movimiento del otro potencimetro empleado para

generar la re'erencia. -s4! el Control Proporcional para regular la posicin del motor decorriente directa! se muestra en la 'igura ,

&1


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Figura ". Control #roporcional An$logo para %egular &istema de #osicin

,


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*


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Ao de la Diversificacin Productiva y

del fortalecimiento de la Educacin

Universidad nacional de Piura

Curso: Control II.

Docente: Ingeniero Edwin Ocas Infante.

Proyecto: Control de posicin de un motor de corriente contina.

Integrantes: Salvador Salvador Roberto Carlos.

Sosa Caldern Manuel ntonio.

!e"a Minga #oel

$"e% Otero Rocio Maribel.

Piura - !"#.

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