Universidad Tecnologica

de León

Practica

Jorge Antonio Silva RodriguezMT-61DSistemas de Control

El objetivo principal es controlar la posición de un motor dc

Este motor estará acoplado a un potenciómetro lineal leyendo la señal de voltaje que sale de este sabremos su posición.

Esta señal ira a un controlador PID el cual con una señal de referencia y por medio de unos amplificadores operacionales, comparara la señal de entrada con la señal proveniente del motor y al final hará que estas dos sean iguales logrando que el motor se mueva a la posición indicada.

Para poner en marcha el sistema, se considerarán las siguientes configuraciones:

• Entrada de referencia (o comportamiento deseado)

• Comparador

• Amplificador de ganancia ajustable

1. Entrada de referencia (o comportamiento deseado)

En los sistemas de control de lazo cerrado se espera que el proceso por controlar alcance un cierto valor de estado estable, una vez que se haya extinguido el régimen transitorio. Puesto que las formas de onda de estado estable y de entrada son iguales (aunque no necesariamente de la misma magnitud), es necesario que el usuario introduzca una entrada que indique una referencia; en este caso será una señal tipo escalón. Lo anterior se obtiene con un potenciómetro de 10 K al aplicar un voltaje de Vc c = ±5V. El voltaje de salida Vo es el voltaje de referencia ajustable r(t), que se aplicará al sistema de control de Posición.

2. Comparador

En todas las configuraciones en donde se muestren amplificadores operacionales se usará el amplificador operacional MC1741 (o LM741).

Todo sistema susceptible de ser automatizado requiere de un sumador algebraico, el cual compara la entrada de referencia r(t) con la salida del sistema y(t ), para que, en el caso de que haya alguna diferencia entre dichas señales (señal de error distinta de cero), el controlador dosifique la energía suministrada al proceso por medio del elemento final de control. La puesta en marcha del comparador se logra mediante un amplificador operacional en configuración de sumador algebraico, donde las resistencias R son de 100 k.

3. Amplificador de ganancia ajustable

Uno de los resultados más importantes de los sistemas retroalimentados es el hecho de llevar a cabo variaciones de ganancia, con lo que se logrará modificar las características de respuesta de los sistemas de control. En principio se muestra un amplificador cuya ganancia está dada por la función de transferencia G(s) = − impedancia de retroalimentación R2 /impedancia de entrada R1: G(s) = −R2/R1. El circuito mostrado en la figura es un amplificador operacional conectado como amplificador inversor. Se aprecia que el voltaje de salida en el terminal 6, dado por Vo = (−R2/R1)Vi , corresponde al voltaje de entrada Vi amplificado (R2/R1) veces, pero con polaridad invertida; esto es, como el amplificador operacional está conectado en configuración de entrada inversora, la terminal número 3 de entrada no inversora está referida a tierra.

Para corregir el signo negativo de la configuración anterior, se debe emplear otro amplificador inversor en cascada, con ganancia unitaria, considerando que R1 = 10 K. Para la etapa del amplificador en sí R2 se elige de 1 K, y R3 es una resistencia variable (potenciómetro lineal) de 100K, con lo que es posible variar la ganancia del amplificador en un rango de 0 < Kp < 100 unidades. Lo anterior es precisamente un control proporcional Kp , cuya función de transferencia es:

La variación de ganancia de voltaje no tendrá la potencia necesaria para mover al motor de CD, por lo que se hace necesario colocar un amplificador de potencia. Esto se logra al agregar dos transistores de potencia: PNP y NPN (TIP32 y TIP31, respectivamente).

El proceso por controlar es propiamente la posición del motor, por lo que se considera un motor de CD de imán permanente, con características de 6 a 12 voltios y máximo de 1 ampere.

Para lograr una regulación automática de posición se deberá agregar un sensor cuya función será detectar el lugar producido por el motor y generar un voltaje proporcional a dicho lugar. Tal comportamiento corresponde a un Potenciómetro.

Etapa 1Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

Etapa 5

Retroalimentación

Sensor de Luz

Este sensor es un LDR que será activado por la falta de luz en el lugar.

El Sistema es de lazo abierto ya que no tenemos una señal de retroalimentación que nos indique si en verdad se enciende la luz, que es lo que queremos que pase, y solo tenemos la salida.

El circuito está formado por un timer 555 y por resistencias que propician el buen funcionamiento del sistema.

Tiene un reléy que se activa ya que cuando el 555 entra la señal la pata 3 se aterriza a tierra creando el cierre del circuito de la bobina del reley activándolo y este por consecuencia activa los contactos.

Esta agregado una resistencia variable que nos permite ajustar el funcionamiento para tener a cuanta luz queremos que se active nuestro reléy.

El sistema, es un sistema de control de lazo Abierto.