Implementación de un Control de Velocidad y Posición a Lazo

AADECA 2012 – Semana del Control Automático –23º Congreso Argentino de Control Automático
3 al 5 de Octubre de 2012 – Buenos Aires, Argentina.
IMPLEMENTACIÓN DE UN CONTROL DE VELOCIDAD Y POSICIÓN A LAZO
CERRADO DE UN MOTOR DE CC CON dsPIC30F4011
G.N. Gonzalez 1 y J.E. Bosso 2
Asesores: F.M. Serra3 D.G. Forchetti4
12
Laboratorio de Control Automático (LCA), Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Sociales,
Universidad Nacional de San Luis. RP #55, ex RN #148 Ext. Norte (5730). Villa Mercedes - San Luis Argentina
34
Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Río Cuarto. RN #36
Km. 601 – (X5804BYA) - Río Cuarto - Córdoba - Argentina
Resumen: En este trabajo se presenta la implementación de un control de velocidad y
posición a lazo cerrado de un motor de corriente continua con imanes permanentes utilizando
el controlador digital de señales dsPIC30F4011. Se modela el motor utilizado y se diseñan los
controles de corriente, velocidad y posición siguiendo especificaciones definidas para la
respuesta transitoria. Se describe la implementación del hardware y el software del sistema de
control propuesto y finalmente se presentan resultados de simulación y experimentales.
Palabras claves: Control de Velocidad y Posición, dsPIC30F4011, Electrónica de Potencia,
Motor de CC.
1. INTRODUCCIÓN
Los motores de Corriente Continua (CC) han
dominado el campo de los accionamientos de
velocidad variable por más de un siglo, lo cual se
debe a las excelentes características de
funcionamiento y facilidad de control. Por otro lado,
el motor de Corriente Alterna (CA) presenta ventajas
en cuanto a costo, mantenimiento y densidad de
potencia, sin embargo, son más difíciles de controlar
por lo que no pudieron reemplazar al motor de CC
hasta la década del 70 (Leonhard, 2001).
En la actualidad, el campo de aplicación de los
motores de CC se ha reducido notablemente, no
obstante, existen aplicaciones donde es más simple y
menos costoso utilizar este tipo de motores en lugar
de los de CA. Entre las aplicaciones se destacan
aquellas de gran potencia donde se aprovecha el alto
par de arranque, como en la industria del acero en
trenes de laminación reversibles y en sistemas de
tracción de ferrocarriles eléctricos; y aplicaciones de
precisión, como el mecanizado de piezas a través del
uso de máquinas herramientas, en electrodomésticos,
fotocopiadoras y en sistemas de control de posición
utilizados en robótica (Catuogno y Falco, 2008).
La posición, velocidad y corriente del motor de CC
pueden ser controladas variando la tensión de
armadura, por lo tanto, se debe utilizar un convertidor
de potencia que permita realizar dicha regulación de
una manera eficiente. El convertidor que mejor se
adecúa a los requerimientos del motor de CC es el
convertidor CC-CC puente completo el cual permite
regular la velocidad en ambos sentidos de giro y
devolver la energía a la fuente durante el frenado
(Mohan, 2003).
La facilidad de modelado del motor de CC permite
diseñar controles de posición, velocidad y corriente a
lazo cerrado utilizando técnicas clásicas basadas en
funciones de transferencia (Zhu et al., 2010).
Actualmente, estos controles son implementados en
controladores digitales ya que son más eficientes,
confiables, versátiles y ocupan menos espacio que los
controladores analógicos.
En este trabajo se presenta la implementación de un
control de velocidad y posición a lazo cerrado de un
motor de CC con imanes permanentes. Para ello, se
modela el motor y se diseñan controladores del tipo
proporcional más integral (PI), los cuales son
implementados a través de un controlador digital de
señales
(Digital
Signal
Controller,
DSC)
dsPIC30F4011 de la empresa Microchip. Se describe
la implementación del hardware y el software del
sistema de control y finalmente, se presentan
resultados de simulación y experimentales.
Área Estudiantil
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2. MODELADO MATEMÁTICO Y CONTROL
En la Figura 2 se muestra el diagrama de bloques del
modelo del motor de CC.
2.1 Modelado Matemático.
-
El circuito equivalente de armadura del motor de CC
se muestra en la Figura 1 (Krishnan, 2001).
v(t) +
1
Ra  La s
e(t)
ia(t)
kt
TL(t)
T (t) +
e
1
Dm  J m s
ω(t)
kb
Fig. 2: Diagrama de bloques del motor de CC.
Para poder diseñar los controles de corriente,
velocidad y posición propuestos en este trabajo fue
necesario obtener los parámetros del motor mediante
ensayos. En las Tablas 1 y 2 se muestran los datos de
placa del motor y los parámetros obtenidos siguiendo
los procedimientos listados en (Krishnan, 2001).
Fig. 1: Circuito equivalente de armadura.
Tabla 1. Datos de placa
La ecuación dinámica de la corriente de armadura
está dada por,
v(t )  e(t )  ia (t ) Ra  La
dia (t )
.
dt
Parámetro
Vn
In
Pn
Nn
Res.
(1)
Donde v e ia son la tensión y corriente de armadura,
Ra y La, la resistencia e inductancia de armadura y e
la tensión inducida, que se puede modelar como,
e(t )  kb (t ),
Parámetro
d (t )
Te (t )  J m
 Dm (t )  TL (t ),
dt
(4)
donde Jm es el momento de inercia de armadura, Dm
es el coeficiente de fricción viscosa y TL es el par de
carga.
Aplicando la transformada de Laplace a las
ecuaciones (1) – (4), la corriente de armadura se
expresa de la siguiente manera,
V ( s)  kb ( s)
I a ( s) 
,
Ra  La s
Ra
La
kb
kt
Jm
(3)
donde kt es la constante de par.
El modelo mecánico del motor de CC es el siguiente,
30[V]
2[A]
42[W]
2750[RPM]
400[PPR]
Tabla 2. Parámetros del motor
(2)
donde
kb es la constante de fuerza contraelectromotriz y ω es la velocidad mecánica del eje
del rotor.
El par electromagnético (Te) es proporcional a la
corriente de armadura,
Te (t )  kt ia (t ),
Valor
Valor
1,712[Ω]
8,057[mHy]
0,092[V/rad/seg]
0,092[N.m/A]
1,240.10-4[kg.m2]
2.2 Control.
En esta sección se describen los lazos de control
propuestos y los criterios de ajuste utilizados para la
elección de las ganancias de los controladores.
Lazo de corriente.
En la Figura 3 se muestra el diagrama de bloques que
relaciona la tensión con la corriente de armadura
asumiendo un par de carga nulo.
(5)
y la velocidad mecánica del eje del rotor se expresa
como,
k I ( s)  TL ( s)
 ( s)  t a
.
(6)
Dm  J m s
Área Estudiantil
v(t) +
e(t)
ka
1  Ta s
ia(t)
kb kt
Dm  J m s
Fig. 3: Relación tensión-corriente de armadura
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Donde ka y Ta son la ganancia y la constante de
tiempo de armadura y las mismas se relacionan con
Ra y La de la siguiente manera.
ka  1
Ra
, Ta 
La
Ra
.
(7)
Para controlar la respuesta transitoria de la corriente
de armadura y eliminar el error en estado estable, se
utiliza un controlador PI cuya función de
transferencia es la siguiente.
V ( s) kc (1  Tc s)

.
 ( s)
Tc s
(8)
Donde kc y Tc son la ganancia y la constante de
tiempo del controlador y ε(s) es el error de corriente.
En la Figura 4 se muestra el diagrama de bloques del
lazo de control de corriente donde se desprecia el
coeficiente de fricción viscosa ya que su valor es
pequeño comparado con el valor del momento de
inercia.
En la Tabla 3 se muestran las especificaciones
deseadas de la respuesta del lazo de control de
corriente (tiempo de asentamiento y sobrepaso) y los
valores de ζ, ωn, kpc y kic obtenidos usando las
relaciones presentadas en (10).
Lazo de Control de Velocidad.
Con el objetivo de simplificar la función de
transferencia de lazo cerrado, el tiempo de respuesta
del control de velocidad se elige 10 veces mayor que
el tiempo de respuesta del control de corriente para
que este último se pueda considerar como
instantáneo. Para el control de velocidad se propone
un controlador PI el cual se puede ver en el diagrama
de bloques de la Figura 5.
TL(t)
ω*(t) +
ks (1  Ts s ) ia(t)
kt
Ts s
-
ω(t)
1
Dm  J m s
+
Fig. 5: Lazo de control de velocidad.
ia*(t) +
kc (1  Tc s ) v(t)
Tc s
-
 ka  s
 T 
a 

k k2
1
2
s  s a b
Ta
Ta J m
ia(t)
Asumiendo un par de carga nulo, la función de
transferencia de lazo cerrado queda expresada de la
siguiente manera,
Fig. 4: Lazo de control de corriente.
Mediante el álgebra de diagramas de bloques, la
función de transferencia a lazo cerrado queda
expresada como,
GcLC
kc k a 
1
s 
Ta  Tc 

.
k k
k2 
1
s 2  1  kc ka  s  a  c  b 
Ta
Ta  Tc J m 
(9)
GsLC

1
s 
Ts 


. (11)
k k D 
kk
s2   s t  m  s  s t
J m  Ts J m
 Jm
k s kt
Jm
En la Tabla 4 se muestran las especificaciones
deseadas de la respuesta del lazo de control de
velocidad y los valores de ζ, ωn, kps y kis obtenidos.
Tabla 4. Lazo de control de velocidad
Los coeficientes del denominador están relacionados
con la frecuencia natural no amortiguada ωn y el
factor de amortiguamiento relativo ζ de la siguiente
manera (Nise, 2002), (Gonzalez et al., 2011),
Parámetro
%OS
Ts
ζ
ωn
kps
kis
k k
k2 
1
1  kc ka   2n , a  c  b   n 2 . (10)
Ta
Ta  Tc J m 
Valor
0%
100[ms]
1
40[rad/seg]
0,107
2,153
Tabla 3. Lazo de control de corriente
Parámetro
%OS
Ts
ζ
ωn
kpc
kic
Valor
0%
10[ms]
1
400[rad/seg]
4,732
1220,616
Lazo de Control de Posición.
Al igual que en el diseño del lazo de control de
velocidad, la función de transferencia de lazo cerrado
del control de posición se puede simplificar eligiendo
una velocidad de respuesta 10 veces inferior a la del
control de velocidad de manera tal que este último se
pueda considerar instantáneo. En la Figura 6 se
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muestra el diagrama de bloques del lazo de control de
posición.
θ*(t) +
k (1  T s ) ω(t)
T s
-
1
s
θ(t)
Fig. 6: Lazo de control de posición.
La función de transferencia de lazo cerrado se puede
representar como,

1
k  s  
T
 

(12)
G LC 
,
k
2
s  k s  
T
donde kθ y Tθ son la ganancia y la constante de
tiempo del controlador de posición.
En la Tabla 5 se muestran las especificaciones
deseadas de la respuesta del lazo de control de
posición y los valores de ζ, ωn, kpθ y kiθ obtenidos.
Tabla 5. Lazo de control de posición
Parámetro
Valor
%OS
Ts
ζ
ωn
kpθ
kiθ
0%
1 [s]
1
4[rad/seg]
8
16
3. IMPLEMENTACIÓN DEL HARDWARE
En las Figuras 7 y 8 se muestra el diagrama de
bloques general del sistema y una fotografía de la
implementación respectivamente. Como se puede
observar, el sistema posee dos motores, el Motor 1 y
el Motor 2. El motor a controlar es el Motor 1
mientras que el Motor 2 es utilizado para
proporcionar par de carga. El hardware
implementado para ambos motores es similar.
Acople
CONVERTIDOR
CC-CC 1
Señales de
Conmutación
FUENTE de CC
MOTOR 2
MOTOR 1
Posición y Corriente
CONTROL
Señales de
Conmutación
CONVERTIDOR
CC-CC 2
Fig. 7: Diagrama de bloques del sistema de control.
Fig. 8: Fotografía del sistema implementado.
El convertidor de potencia CC-CC 1 es un
convertidor puente completo el cual permite operar
en los cuatro cuadrantes. La alimentación del
convertidor es proporcionada por una fuente de CC
de 30V.
Los motores son máquinas de CC con imanes
permanentes donde uno de ellos posee un encoder
óptico incremental con una resolución de 400 pulsos
por revolución.
El módulo de control consta de un controlador digital
(dsPIC30F4011 de Microchip), una etapa de
medición de corriente y una etapa de adaptación de
señales y drivers. La etapa de medición de corriente
está constituida por sensores efecto hall y los
circuitos necesarios para adaptar las señales a las
entradas analógicas del controlador. La placa de
adaptación de señales y drivers está formada por dos
etapas, la primera proporciona aislación galvánica a
las señales de salida del controlador, y la segunda se
encarga de acondicionar las señales de conmutación
que accionan las llaves de potencia.
Por último, el sistema posee dos fuentes de potencia
reguladas que proporcionan las tensiones necesarias
para alimentar los circuitos del módulo de control.
3.1 Convertidor de Potencia CC-CC 1.
En la Figura 9 se muestra la topología del convertidor
CC-CC puente completo y una fotografía de la
implementación (Mohan, 2003).
Como se observa, el convertidor está formado por
cuatro transistores MOSFET de potencia con sus
respectivos diodos en anti-paralelo.
En la construcción del convertidor se utilizaron
transistores MOSFET de potencia IRF540 de canal n
con una tensión máxima de operación de 100V y una
corriente máxima de 30A. Los capacitores de filtro
utilizados (C1 y C2) tienen una capacidad de 1uF y
una tensión máxima de operación de 600V de CC. El
circuito impreso se realizó en doble capa para crear
un efecto capacitivo en la barra de CC.
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Optoacopladores
Buffer
Digital
Drivers
Fig. 11: Fotografía adaptación de señales y drivers.
3.4 Medición de Corriente.
Para medir la corriente de armadura del motor se
utilizó un sensor efecto Hall LA25-NP. La señal de
salida del sensor es filtrada y adaptada a los niveles
de tensión soportados por el controlador utilizando
amplificadores operacionales. En la Figura 12 se
muestra una fotografía de la implementación.
Fig. 9: Convertidor puente completo.
3.2 Controlador.
Medición de
Corriente
Adaptación
de Señales
Fig. 12: Fotografía medición de corriente.
Fig. 10: Placa del controlador dsPIC30F4011.
4. IMPLEMENTACIÓN DEL SOFTWARE
El controlador dsPIC30F4011 posee los periféricos
necesarios para el control de motores y convertidores
de potencia en general. En la Figura 10 se puede ver
una fotografía del circuito impreso donde se observan
las conexiones que proporcionan acceso a las
entradas analógicas, a la interfaz para encoder, a las
salidas PWM y al conector para la programación del
dispositivo a través del módulo ICSP (In-Circuit
Serial Programmer). Se realizó también una interfaz
RS-232 que permite la comunicación entre el
dispositivo y la PC.
El software fue desarrollado en lenguaje C mediante
el compilador MPLAB® C30 de la empresa
Microchip (Microchip, 2005). En la Figura 13 se
muestra el diagrama de flujo general.
INICIO
INICIALIZACIÓN
PERIFÉRICOS
INTERRUPCIÓN
CONTROL
NO
SI
NO
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
TMR 1
NO
INTERRUPCIÓN
UART2
SI
LECTURA
POSICIÓN,
VELOCIDAD Y
CORRIENTE
NO
SI
ENVÍO POSICIÓN
VELOCIDAD
CORRIENTE
PUERTO SERIE
RECEPCIÓN
CARACTERES
SI
3.3 Adaptación de Señales y Drivers.
CONTROL
POSICIÓN = 1?
SI
Para poder accionar las llaves semiconductoras del
convertidor de potencia es necesario adaptar y aislar
las señales PWM provenientes del controlador. Esto
se implementó usando un buffer digital 74LS245 y
dos optoacopladores duales TLP2531. Las señales de
conmutación son generadas mediante drivers para
transistores MOSFET de potencia IR2110.
En las Figura 11 se muestra una fotografía del
circuito impreso.
CONTROL PI
CORRIENTE _
TENSIÓN
ARMADURA
MODULACION
CICLO DE
TRABAJO DE LAS
SEÑALES PWM
CONTROL PI
POSICION _
REFERENCIA
DE VELOCIDAD
NO
CAMBIO DE
REFERENCIA
SI
CAMBIO_REF=1?
NO
SELECCIÓN CONTROL
DE POSICIÓN O
VELOCIDAD –
HABILITAR CAMBIO DE
REFERENCIA
CONTROL PI
VELOCIDAD _
REFERENCIA
DE CORRIENTE
Fig. 13: Diagrama de flujo del software implementado.
Como se puede observar en la figura, el software se
encarga de configurar e inicializar los periféricos y de
implementar los controles diseñados anteriormente
(Giménez et al., 1995). Los datos de corriente,
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5. RESULTADOS DE SIMULACIÓN Y
EXPERIMENTALES
En esta sección se presentan resultados de simulación
y experimentales los cuales permiten validar el
desempeño de los controles de corriente, velocidad y
posición diseñados.
5.1 Resultados de Simulación.
Con el fin de evaluar el desempeño del motor, se
realizaron simulaciones utilizando el paquete
SIMULINK de MATLAB, en particular, la librería
SimPowerSystems la cual permite simular sistemas
eléctricos y electrónicos de potencia.
80
60
40
20
0
-20
0
Corriente (Amper)
velocidad y posición son enviados a la PC a través
del puerto serie y las referencias pueden ser
modificadas de la misma manera.
Velocidad (Rad/Seg)
3 al 5 de Octubre de 2012 – Buenos Aires, Argentina.
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0
-2
-4
0
Tiempo (Seg)
Fig. 15: Detención del motor.
La respuesta del motor en la inversión del sentido de
giro se muestra en la Figura 16. Al iniciar la
simulación el motor gira en sentido directo a una
velocidad de 25rad/seg. A los 150ms se requiere la
inversión del sentido de giro con un valor de
referencia de -30rad/seg. El tiempo de asentamiento y
el sobrepaso máximo se encuentran dentro de los
valores esperados.
80
60
40
20
40
20
0
-20
-40
Corriente (Amper)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0
-2
-4
0
Tiempo (Seg)
Fig. 16: Inversión del sentido de giro.
En la Figura 17 se muestra la respuesta del motor
ante un escalón de carga de 0,15N.m. Como se puede
observar, al aplicar el par de carga el lazo de control
de velocidad junto con el lazo interno de corriente
compensan el error de velocidad producido por la
perturbación en un tiempo de 100ms. La corriente se
establece en un valor aproximado de 1,6A, esto
produce el par necesario para mantener la velocidad
en el valor de referencia (50rad/seg).
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
4
2
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Velocidad (Rad/Seg)
0
60
40
20
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.35
Tiempo (Seg)
Fig. 14: Arranque del motor.
En la Figura 15 se muestra la respuesta de la
velocidad y corriente del motor durante la detención.
La velocidad inicial es de 50rad/seg y el cambio de
referencia se produce a los 150ms del inicio de la
simulación. En la figura se observa que la respuesta
transitoria de la velocidad cumple con las
especificaciones de diseño y además, el sentido de la
corriente se invierte.
Corriente (Amper)
Corriente (Amper)
Velocidad (Rad/Seg)
Para evaluar el desempeño del lazo interno de control
de velocidad se desacopló el lazo externo de posición
y se realizaron una serie de ensayos.
En la Figura 14 se muestra la velocidad y corriente
del motor durante el arranque. Se puede observar que
la velocidad del motor alcanza el valor de referencia
(50rad/seg) en el tiempo establecido en el diseño de
control (100ms). El pequeño sobrepaso se debe al
efecto producido por el cero de la función de
transferencia de lazo cerrado el cual es aportado por
el controlador PI de velocidad. Si bien, el efecto del
cero no fue contemplado cuando se sintonizaron las
ganancias del controlador, en la simulación se puede
observar que el mismo no es significativo y la
respuesta transitoria cumple con las especificaciones
de diseño.
Velocidad (Rad/Seg)
Control de Velocidad.
2
1
0
-1
0
Tiempo (Seg)
Fig. 17: Respuesta al escalón de carga.
Control de Posición.
En la Figura 18 se puede ver la respuesta del motor
cuando se controla la posición. Al inicio de la
simulación se establece la referencia de posición en
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un valor de π radianes. Se observa en la figura que la
posición alcanza el valor de referencia en un tiempo
de 1s, el cual coincide con el valor impuesto en el
diseño.
Velocidad (Rad/Seg)
3 al 5 de Octubre de 2012 – Buenos Aires, Argentina.
2
0.5
1
1.5
40
20
0
0
Corriente (Amper)
4
0
0
60
2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
4
2
0
30
0
Tiempo (Seg)
20
10
Fig. 20: Arranque del motor.
0
-10
0
0.5
1
1.5
2
4
En la Figura 21 se muestra la respuesta de la
velocidad y corriente del motor durante la detención.
En la figura se puede ver que al momento de requerir
la detención se produce un pico de corriente en
sentido inverso, el cual produce la desaceleración
necesaria para que el motor se detenga en el tiempo
requerido.
2
0
0
0.5
1
1.5
2
Tiempo (Seg)
3.5
3
2.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
10
0
-10
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Velocidad (Rad/Seg)
Corriente (A) Velocidad (R/S) Posición (R)
Fig. 18: Cambio de posición.
80
60
40
20
0
-20
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
2
Corriente (Amper)
Corriente (A)
Velocidad (R/S)
Posición (R)
Cambio de Posición - 0 a  (Rad)
80
1
0
-1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Tiempo (Seg)
0
-2
-4
0
Fig. 19: Respuesta al escalón de carga.
Tiempo (Seg)
Fig. 21: Detención del motor.
En la Figura 19 se muestra la respuesta del lazo de
control de posición cuando se aplica un escalón de
carga de 0,1N.m. Se observa en la figura que el
efecto producido por la perturbación de carga es
compensado por el lazo de control manteniendo
finalmente la posición en el valor de referencia.
En la Figura 22 se presentan las curvas de velocidad
y corriente obtenidas durante el ensayo de inversión
del sentido de giro. El ensayo es similar al realizado
en simulación donde los parámetros de la respuesta
transitoria coinciden con los establecidos en el
diseño.
40
20
0
-20
-40
Corriente (Amper)
Para validar el comportamiento del motor utilizando
los controles diseñados, se realizaron ensayos donde
se evaluó la respuesta dinámica de la posición,
velocidad y corriente de la máquina en situaciones
similares a las evaluadas en simulación. Estos
ensayos fueron realizados utilizando el prototipo
construido para este trabajo cuya implementación se
describió en la Sección 3.
Velocidad (Rad/Seg)
5.2 Resultados Experimentales.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0
-2
-4
0
Tiempo (Seg)
Control de Velocidad.
Fig. 22: Inversión del sentido de giro.
En la Figura 20 se muestra la respuesta dinámica de
la velocidad y corriente del motor durante el
arranque.
Al igual que en simulación, la referencia de velocidad
se fija en un valor de 50rad/seg. Se observa que la
respuesta transitoria de la velocidad cumple con las
especificaciones de diseño. El pico de corriente
inicial es el responsable de producir la aceleración
necesaria para que la velocidad alcance el valor de
referencia en el tiempo establecido.
Control de Posición.
En la Figura 23 se puede ver la respuesta del motor
cuando se cierra el lazo de control de posición.
Al inicio del ensayo se impone una posición de
referencia con un valor de π radianes. Se observa en
la figura que la posición se establece en el valor
deseado en un tiempo de 1s, el cual coincide con el
valor obtenido en simulación.
Área Estudiantil
AADECA 2012 – Semana del Control Automático –23º Congreso Argentino de Control Automático
3 al 5 de Octubre de 2012 – Buenos Aires, Argentina.
Nise, N.S. (2002). Sistemas de Control para
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control, International Conference on Intelligent
Computation Technology and Automation.
4
2
0
0
0.5
1
1.5
2
0.5
1
1.5
2
1
1.5
2
30
20
10
0
-10
0
Corriente (A)
Velocidad (R/S)
Posición (R)
Cambio de Posición - 0 a  (Rad)
4
2
0
0
0.5
Tiempo (Seg)
Fig. 23: Cambio de posición.
6. CONCLUSIONES
En este trabajo se presentó la implementación de un
control de velocidad y posición a lazo cerrado de un
motor
de
CC
utilizando
el
controlador
dsPIC30F4011.
Los ensayos de simulación y experimentales
muestran el correcto desempeño del control de
velocidad en diferentes situaciones, como el
arranque, la detención, la inversión del sentido de
giro y cuando se aplica un escalón de carga. Tanto el
sobrepaso máximo como el tiempo de asentamiento
se encuentran dentro de los valores establecidos. Por
otra parte, los ensayos realizados para evaluar el
control de posición, demostraron que la respuesta
transitoria de dicha variable cumple con las
especificaciones impuestas en el diseño.
Debido a que los controladores se diseñaron
utilizando técnicas clásicas basadas en funciones de
transferencia, esta aplicación en particular es de
interés didáctico para el estudio de sistemas de
control lineales por la facilidad de sintonización de
las ganancias en función de la respuesta deseada.
REFERENCIAS
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Área Estudiantil