Identificación experimental de sistemas

Práctica 3: Análisis Temporal
Identificación experimental de sistemas
Objetivos:
1.
Identificar la función de
transferencia que relaciona
tensión de inducido con
velocidad
2.
Realimentar el motor y para
obtener un control de posición.
Identificar la función de
transferencia entre consigna y
posición
Motor de CC
Modelo del motor de CC
Esquema eléctrico del motor
Función de transferencia
tensión
de inducido
velocidad
angular
(t)
ui(t)
Polo asociado al
subsistema eléctrico
(rápido y poco influyente)
-1/
2
Polo asociado al
subsistema mecánico
(lento y dominante)
-1/
1
Identificación de un sistema de 1er orden
El sistema tiene dos polos, pero puede describirse
adecuadamente aproximándolo por un primer orden
0.632*K
y
K = y /u
u
T
Identificación de un sistema de 1er orden
Para una identificación experimental, puede alimentarse el motor
con una entrada tipo señal cuadrada (= sucesión de escalones)
y midiendo tiempos y valores en el osciloscopio.
Identificación de un sistema de 2o orden
Es posible obtener un sistema de control de posición
a partir de un motor de CC mediante realimentación de la posición
Sistema de servoposicionamiento
consigna
de posición
tensión
de inducido
ui(t)
r(t) +
posición
angular
velocidad
angular
(t)
(t)
1/s
Kcontrol
-
Sensor
de
posición
Identificación de un sistema de 2o orden
Dado que hay tres polos en juego (dos del Motor CC más un 1/s) el sistema
realimentado anterior también tiene tres polos (comprobarlo sobre el papel...)
Un control como el anterior puede dar lugar a tres polos reales o
a dos imaginarios más uno real (comprobarlo también sobre el papel...)
r(t)
(t)
Identificación de un sistema de 2o orden
Esta figura representa el lugar geométrico de las raíces en función de Kcontrol
Para valores altos de Kcontrol, las raíces del sistema son las mostradas con cruces.
(como se ve, valores bajos de Kcontrol producirían tres raíces reales)
Polos dominantes:
El sistema se comporta como
un segundo orden
polo muy alejado
(rápido y despreciable)
Kcontrol
Kcontrol
Identificación de un sistema de 2o orden
Sistema aproximado
(aproximación de 2º orden)
r(t)
(t)
Identificación de un sistema de 2o orden
ymax
d
y
n
u
tp
Identificación de un sistema de 2o orden
Procedimiento orientativo:
1.
Medir tp y Mp
2.
de tp se puede obtener wd
3.
de Mp se puede obtener
4.
la ganancia K se obtiene fácilmente midiendo u e y
5.
Con las relaciones geométricas en plano S, obtener ,
6.
Con todo, se puede obtener ya G(s)
n
Simulación por Computador
Contraste con simulación:
1.
Introducir los modelos obtenidos el el computador (simulink)
2.
Simular las respuestas y contrastar con resultados experimentales
3.
Volver atrás si se detectan desviaciones importantes