Informe del proyectoControl P

Universidad Distrital Francisco José de Caldas.Luís Garzón cód.: 20021072027

Diana Guerrero cód.: 20022072032Ángel Díaz cód.: 20022072020

John Bocanegra cód.: 20031072019

Resumen.En este documento se va a observar el modelamiento de un sistema de control de seguimiento de luz. El propósito de este proyecto es realizar el seguimiento de luz. Este se construirá aplicando lo aprendido de esta materia como:Amplificadores operacionales y elementos electrónicos sencillos. Por lo general los controladores P son muy útiles para cualquier sistema de control básico, pero el que se va a elaborar es aplicable a cualquier proceso de una entrada/salida

Introducción.La idea principal de este proyecto es construir un sistema de seguimiento de luz con elementos trabajados en clase y que faciliten el acceso a ellos. Para cumplir con los parámetros establecidos del maestro se realizara el funcionamiento óptimo del sistema hallando la función de transferencia o el modelo matemático bajo análisis prácticos para así seleccionar el controlador adecuado para nuestro sistema. Esta forma de control es muy importante ya que tiene aplicación a cualquier clase de proceso o ingeniería.

2. Contenido.

DECRIPCIONPara Diseñar y construir un controlador PID contamos con foto celdas que están montadas de tal forma que cuando

coloquemos una linterna que apunte la luz hacia las foto celdas haya una Corriente pequeña que al mismo tiempo genere una señal de error en la salida del amplificador de seguimiento causando que el motor alinee el sistema.

Diseño del controlador

Nos basamos de la ecuación vista en clase:

Se puede decir que el modelo matemático del sistema incluye un integrador, el error en estado estacionario ante una señal escalón será nulo por lo que no necesitará la parte integrativa del controlador, por lo tanto podemos variar la rapidez de la respuesta del sistema, por lo cual la parte derivativa tampoco será indispensable. La implementación del motor quedara de la siguiente forma:

En cuanto a la etapa de potencia el controlador proporcional análogo, genera un voltaje proporcional al error, e, en la relación

Donde, la ganancia del controlador es

La figura No. 6 muestra el circuito completo del proceso con controlador

Proporcional

Figura No. 6

Funcionamiento

El sistema consta básicamente de tres partes principales que son: el sensor, el controlador y la actuación. El principio de funcionamiento se basa en un control básico a lazo cerrado el cual mide, compara y luego actúa, como lo vemos en el en el diagrama de operación del sistema.

El sensor detecta el movimiento de la luz a través de una diferencia de luminosidad reflejada en los tobos. Luego el controlador compara la señal y envía una señal para que el motor desplace la estructura de una posición a otra generada por la luz de la linterna.

Sensor de Luz

El sensor consta de dos resistenciasFoto variable (LDR) de iguales características conectadas en serieCon punto común en la interconexión entre ellas Desde donde se saca la señal de control Vi. Se agregan dos resistencias

de 1KΩ en serie para disminuir la corriente y asegurar un bajoConsumo del dispositivo de medición.

Montaje del sensorDespués de varios intentos para ajustar los LDR de la mejor manera se definió:

El controlador

El sistema consta de dos amplificadoresOperacionales TL084 CN configurados como comparadores los cuales tienen un voltaje de entrada vi proveniente del sensor (LDR).

Modelado del motor

Por lo general los motores se modelan como un sistema de primer orden en serie con un integrador. Si se realimenta unitariamente el conjunto como parece en la Figura, se puede obtener la función de transferencia típica de unSistema de segundo orden.

La función de transferencia de este viene dada por:

En bucle cerrado:

Luego se obtiene:. Ganancia: . Frecuencia natural del sistema:

. Factor de amortiguamiento:

Materiales

Para esta práctica utilizamos los siguientes materiales:

Quantity: References Value 4 R1-R4 270k 5 R5, R6, R13-R15 1k 5 R7, R12, R16-R18 10k 3 R8, R10, R11 10 1 R9 100k 2 R19, R20 33 (5-10 Watts) 2 C1, C2 100uF 3 U1-U3 LF353 o ( tl084 tl074) 1 TIP127 1 TIP122 2 foto celdas LDR

Multimetro. 2 fuentes DC Protoboard. Generador de señales. Osciloscopio Hitachi. Motor de CD de imán permanente de

12 voltios, 2 amperios Max.

4. Conclusiones. El objetivo de este proyecto es

tratar de imaginar y saber construir el control de cualquier proceso para enriquecernos teóricamente con lo aprendido y llevándolo a la practica sobre teoría de Control Automático

Este controlador P análogo construido con amplificadores operacionales, resistencias y transistores no solo es aplicable al sistema de posición tratado en este documento sino a cualquier sistema cuyos valores de entrada y salida se encuentren dentro de las magnitudes de voltaje y corriente "nominales" del controlador.

Para el diseño de un controlador P siempre es indispensable contar con las variables de un componente proporcional (Kp), de tal manera que nos va a dar a entender el análisis del mismo.

5. Referencias

Normas IEEE. www.google.com epcontrerasj@control-

automatico.net

MONTAJE PROPUESTO: