Sistema de control de motores de Corriente Continua
basado en el microcontrolador LM629
Tipos de movimientos
Puesta a punto del sistema
Consideraciones
Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Tipos de movimientos
Tipos de movimientos
Capítulo X
Tipos de movimientos
Movimientos de posición absoluta y relativa
Se describen aquí los cálculos precisos para definir estos tipos de movimiento
Índice
Movimiento de posición absoluta
Movimiento de posición relativa
Ajuste del filtro PID
Puesta a punto del sistema
Se describe aquí la problemática de este ajuste, así como técnicas y consejos
Índice
Aspectos de fondo
Paso 1 - Método visual y manual
-
Preparación del sistema
-
A - Determinando el coeficiente de ganancia derivatívo
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B - Determinando un coeficiente de ganancia proporcional
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C - Determinando el coeficiente de ganancia integral
Paso 2 - Método de paso de respuesta
Consideraciones
Consideraciones sobre software y hardware
Índice
Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Tipos de movimiento
Tipos de movimiento
Tipos de movimientos
Se estudian y comentan aquí los posibles tipos de movimientos que podrá adoptar nuestro sistema
Movimientos
de posición absoluta
Figura 2.9 Señales cuadradas de salida del encoder, y tabla de decodificación de dirección.
Por definición, dos señales de dos canales A y B respectivamente, que están en cuadratura a 90º, o sea desfasadas 90º entre sí, si las señales se colocan juntas una de otra como se ve en la fig. 2.9, se atraviesa por cuatro estados digitales distintos durante cada ciclo completo de cada canal, cada transición de estado representa una cuenta de movimiento del eje, y el canal principal indica la dirección de rotación del eje.
Cada línea, sin embargo, representa un ciclo de las señales de salida, y cada ciclo representa cuatro cuentas, que se representan en la siguiente ecuación:
(3)
Si el sistema de referencia del encoder utiliza 1000 líneas, entonces:
(4)
Período de la muestra
El muestreo que sucede de la posición actual del eje a una frecuencia fija, es el recíproco del período de la muestra del sistema. Y el período de la muestra del sistema es la unidad de tiempo, en el cual la aceleración y la velocidad del eje se basan en la siguiente ecuación:
(5) Periodo de la muestra del sistema
Si el sistema de referencia usa un reloj de 8 MHz, entonces el período de la muestra del sistema de referencia que se sigue directamente desde la definición será.
(6)
Cálculo de parámetros de la trayectoria
Ejemplo: Sea un eje acelerado a 0.1 rev/seg2, hasta alcanzar una velocidad máxima de 0.2 rev/seg, entonces, se desacelera hasta parar exactamente a dos revoluciones de la posición inicial
Los cálculos de parámetros de la trayectoria para este movimiento son detallados a continuación.
NOTA: Una muestra = 1 ciclo = tiempo transcurrido de un pulso a otro como se ve en la figura 2.10.
Figura 2.10 Una muestra = 1 ciclo = tiempo transcurrido de un pulso a otro
Cálculo de velocidad, aceleración y posición
Aceleración
A = 00 00 00 02 hex
Posición
Comentarios
Después de completar el movimiento, el sistema de control intentará mantener constante la flecha en una posición absoluta con un consumo de corriente, si la flecha se toca ligeramente imprimiéndole una carga, forzándola a que vaya a la posición de reposo, y si se suelta la flecha, se moverá a la inversa de la fuerza a la posición deseada.
Movimientos
de posición relativa
A continuación se explica la secuencia de la programación requerida para cargar y ejecutar un movimiento de posición relativa.
Carga de parámetros de trayectoria.
Cálculo de parámetros de la trayectoria
Total de Cuentas del movimiento durante la aceleración y la desaceleración:
Cuentas del movimiento durante la aceleración:
Si el sistema de referencia usa un reloj de 8 MHz. El período de la muestra del sistema de referencia Se determina así:
El número de muestras durante la aceleración y desaceleración se obtiene así:
Usando el número de cuentas del movimiento durante la aceleración y el número de muestras durante la aceleración y desaceleración tenemos que:
Distancia del movimiento durante el tiempo t, a una aceleración a.
Donde:
El número de muestras durante la aceleración y desaceleración se obtiene así:
Usando el total de cuentas del movimiento para la máxima velocidad, y el número de muestras también para la máxima velocidad, se determina la velocidad como sigue:
La aceleración y la velocidad son escalables:
La aceleración y la velocidad son redondeadas al entero más cercano, y los tres parámetros de trayectoria son convertidos a hexadecimal como se ve:
En un perfil de velocidad pueden existir ambos movimientos, el absoluto y el relativo, y al punto de unión de ambos se le llama punto de paro como se observa en la figura 4.1.
Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Ajustes del Filtro P.I.D.
Ajustes del Filtro P.I.D.
Ajuste del Filtro P.I.D.
Aspectos de fondo
Estos atributos del paso de respuesta son definidos como sigue en una gráfica detallada en la figura 2.11.
Figura 2.11, Paso de respuesta para una muestra del sistema
Figura 2.12, Respuesta de paso para un muestreo constante
Paso 1
Método visual y manual
En el 1er paso, el valor de Kp, Ki y Kd, junto a il (límite de integración) y ds (coeficiente derivatívo) son obtenidos sistemáticamente dentro de características buenas, mientras que las respuestas con métodos manuales y visuales y son usados para evaluar el efecto de cada coeficiente sobre el comportamiento del sistema.
Las siguientes 3 secciones son pasos ordenados para el ajuste del filtro PID.
Preparación del sistema
A - Determinando el coeficiente de ganancia derivatívo
B - Determinando un coeficiente de ganancia proporcional
C - Determinando el coeficiente de ganancia integral
Figura 2.13 Componentes de fuerzas proporcional, integral y derivativo
Paso 2
Método de paso de respuesta
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Consideraciones
Consideraciones
Consideraciones
Consideraciones sobre Software y Hardware
Software
En la sección de la generación de paso del programa de "ajuste de filtro", el lazo de control da una señal pequeña respectivamente para el paso de entrada.
Esto es, para ejecutar repetidamente un pequeño movimiento de la posición con una velocidad máxima y una aceleración grande, ver figura 3.7.
Hardware
Para el sistema de control de un motor, una señal de osciloscopio del sistema de paso de respuesta es un gráfico de la posición real del eje contra el tiempo después de un cambio pequeño e instantáneo, en la posición deseada.
Para un sistema basado en el MPID (LM628) no es necesario contar con un hardware extra, porque durante un paso, el voltaje que cruza el motor representa el sistema de paso de respuesta, y un osciloscopio es usado para generar un gráfico de esta respuesta.
Pero para un sistema basado en el MPID (LM629), si es necesario agregar un hardware extra para ver el sistema de paso de respuesta, porque durante un paso, el voltaje de salida de este circuito extra, representa el sistema de paso de respuesta, usando también un osciloscopio que es usado para generar un gráfico de esta respuesta.
Créditos
PROYECTO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE BACHILLERATO + 4 DE CNAM FRANCIA
Autores:
Juan Antonio Pizarro Martín
Julio Martín Rodríguez
Ángel Puerta Rubio
JAPM 2007
CNAM ESPAÑA http://www.salesianosloyola.com/CNAM/INDEX.HTM
CNAM FRANCIA http://www.cnam.fr/36392593/0/fiche___pagelibre/
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