primerio artigo de controle

7/26/2019 Primerio Artigo de controle

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INTRODUO ANLISE DE CONTROLE DE UM MOTOR CC

Gustavo Ianncone, Matheus Andrade, Robert BatistaUniversidade de Federal de Juiz de Fora

Juiz de Fora - MGe-mail: gustavosilva!engenhariau"#"br,matheusandrade!engenhariau"#"br,robertbatista!engenhariau"#"br

Resumo - O objetivo desse artigo de e!"orar os#o$#eitos i$i#iais de siste%as de #o$tro"e atravs daa$&"ise da res!osta $o te%!o e e% 're()*$#ia de )%%otor CC+ Neste est)do )%a !"a$ta #o%!osta !or )%%otor CC e% #o$j)$to #o% )%a !"ata'or%a#o%!)ta#io$a" 'oi )ti"i,ada !ara a a$&"ise da res!osta $ote%!o e e% 're()*$#ia desse siste%a+ A%bas as res!ostas$o te%!o e e% 're()*$#ia a!rese$tara% res)"tados#o$ive$tes #o% o es!erado+ Res)"tados esses ()e!er%itira% a de'i$i-.o de !ar/%etros ()e !oder.o ser)sados $o ')t)ro !ara a %o$tage% de siste%as de#o$tro"e %ais rob)stos !ara o siste%a+

Palavras-Chave Siste%as de Co$tro"e0 Motor CC01"a$ta0 Res!osta e% 2re()*$#ia0 Res!osta $o Te%!o

$%M&$'(A)URA

'' 'orrente 'ontinua*+d 'omonentes da tenso de estatorI+d 'omonentes da corrente de estator

I I$)R%.U/0%

Atualmente sistemas de controle esto resentes nas maisdiversas 1reas de engenharia +ue vo desde rocessosindustriais at2 3 microeletr4nica (ogo, 2 "undamental ara oengenheiro conhecer bem e estar "amiliarizado com ast2cnicas de sistema de controle % ob#etivo dos sistemas decontrole 2 de se obter a melhor resosta ara um sistema em"un5o de determinada entrada Um e6emlo 2 o sistema decontrole de um motor de corrente continua 7''8, ondedese#a-se obter velocidade em "un5o de uma tenso de

entrada &ntretanto, encontrar o onto de oera5o +ueentregue a melhor resosta no 2 uma tare"a trivial (ogo, 2imortante +ue simula59es se#am realizadas anteriormentecom o au6lio so"t;ares comutacionais ara +ue asresostas se#am analisadas e os ardulooereC a DlantaE, +ue 2 o M>dulo Motor .' MC o@otenci4metro de 'omando AH, +ue 2 utilizado ara"ornecer um sinal de entrada gerado manualmente e oM>dulo de Inter"ace '(I%, +ue 2 a inter"ace entre as tens9esanal>gicas do sistema e os nmeros digitais do sistemacomutador

$a "igura abai6o ode-se observar o sistema comletomontado:

Fig .iagrama de liga59es

III I$)R%.U/0% A% I)&MA .& '%$)R%(&
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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$este e6erimento a lanta "oi inicializada com o set da"igura inicializado no *(' %bserva-se +ue o controlador 2a#ustado ara malha aberta, isto signi"ica +ue no e6iste controle

or realimenta5o% rimeiro ob#etivo de um sistema de controle 2 +ue a sada

controlada atin#a o valor estiulado ara ela, o segundo 2 +ue ele

mantenha sua sada sob condi59es de mudan5a de carga e oterceiro ob#etivo 2 reduzir o transit>rio, temo +ue leva araacomanhar uma mudan5a, ara um intervalo to curto +uanto"or ossvel %b#etivos estes +ue odem ser observados nastabelas e "iguras abai6o

Fig et de con"igura5o da lantaTA3ELA I

Re"a-.o e$tre te$s.o de a#io$a%e$to 4e$trada5 e Te$s.ode sa6da de ve"o#idade+

O''set 7 Te$s.o de E$trada Te$s.o de Sa6da do Ta#ogerador

K K K

K K K

K K

HK KL

NK H

K OO

K H NH

LK H PO

OK N H

PK N HP

KK HP

Fig H Rela5o entre )enso de sada de *elocidade e )enso de

Acionamento

TA3ELA II

M)da$-a de ve"o#idade #o% a #arga+Carrega%e$to Te$s.o do Ta#o

em carga ,PK

Meia carga ,K

'arga lena ,K

Fig N Mudan5a de velocidade com a carga

Fig Malha aberta

Fig Malha "echada

'om estes gr1"icos e "iguras obt2m-se o Modelo da@lanta +ue 2 uma descri5o de como o sistema se comorta&ste modelo 2 eseci"icado em termos +ue ermitem adetermina5o do desemenho em regime ermanente e do

transit>rio da lanta Isto ermite +ue um engenheiro decontrole "ormule um es+uema de controle +ue resultar1 emum desemenho satis"at>rio do sistema como um todo


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Modelo da lanta obtido atrav2s dos gr1"icos:

I* R&@%)A $% )&M@%.ese#a-se obter um modelo +ue descreve o

comortamento da lanta no temo utilizando a abordagemD'ai6a @retaE @ara isto 2 medida a resosta ao degrau domotor

% *(' "oi con"igurado com o set da "igura L e, com ogr1"ico gerado, "igura O, calculou-se o ganho e as constantesde temo or tr=s m2todos di"erentes: M2todo da Inclina5oInicial t1, M2todo do )emo de Acomoda5o t2e M2todo deHQ t3 sendo este, de acordo com a e6eri=ncia, o mais

reciso

Fig L et de con"igura5o da lanta

Fig O Resosta ao degrau do motor sem carga

'onstante de )emo t1 = KL segundos'onstante de )emo t2 = K segundos'onstante de )emo t3 = KHK segundos

A resosta em degrau obtida 2 caracteristica de um atrasode rimeira ordem +ue roduz um crescimento e6onencialcomo ode ser observado na "igura P

Fig P &sbo5o normalizado da curva e6onencial

$o caso do Motor .', e6istem dois "atores controlando aconstante de temo do sistema: a in2rcia das artes girantes ea "ric5o viscosa dos mancais Ao anarlizar o motornovamente com uma carga, "reio gerado ela corrente deFoucault, observa-se mudan5as na constante de temo e noganho &ssas mudan5as so devidas a erdas or "ric5ocrescentes

$ovo ganho e constante de temo com carga:

'onstante de )emo com carga= KKP segundos@ara oder modelar a lanta, 2 necessario conhecer a

rela5o entre a velocidade medida ela tenso do tac4metro ea ta6a de mudan5a de osi5o medida ela tenso do

otenci4metro &ssa rela5o 2 denominada de GanhoIntegral Ki.

@ara oberte-se o valor de i o *(' "oi con"igurado com oset da "igura K e, com o gra"ico gerado mostrado na "igura, "oi ossivel medir a inclina5o e a a velovidade dotacometro 7*vel8 'om estes valores obteve-se o valor de i:

Fig K et ara obten5o de i


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Fig %nda gerada ara obten5o da Inclina5o e * vel e,conse+uentemente, i

* R&@%)A $A FR&?U&$'IA

@ara identi"icar a lanta ode-se in#etar uma onda senoidalnuma Dcai6a retaE linear e com isto ser1 obtido uma onda

senoidal com a mesma "re+u=ncia, mas com amlitude e "asedi"erentes O conhecimento da frequncia de sadapermite que o sinal seja extrado do rudo pormeio de ltros sintonizados ou tcnicas deltragem digital. Para medir a resposta em frequncia do motore obter o modelo em frequncia da planta devese congurar o set como na gura !" e# a partirda# medir a amplitude e a mudan$a de fase dosinal de velocidade na faixa de frequnciasmostradas na %abela &&&.

Fig et de con"igura5o ara obter a resosta em "re+u=ncia

TA3ELA IIITeste de res!osta e% 're()*$#ia+

2re()*$#ia Sa6da48o"ts !9!5

Atraso de'ase

4gra)s5

Ra,.o deA%!"it)de

A

Ra,.o deA%!"it)de

A:;"og


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TA3ELA 8Co%!ara-.o dos testes de te%!o e 're()*$#ia+Teste a$Bo !

Co$sta$te de te%!o

)emo KLP KH segundos

Fre+u=ncia KO KHO segundos

Assim ode-se encontrar a "un5o de trans"er=ncia domodelo:

*I '%$'(U&@or "im, a>s analisar a similaridade dos resultados

obtidos na simula5o com os valores dese#ados, ode-seconcluir +ue realiza5o de simula59es com au6iliocomutacional 2 uma t1tica con"i1vel ara de"inir ou atestaros valores dos aroli 2engenheiro eletricista 7POH8, mestre 7PO8 e doutor em&ngenharia &l2trica 7PPK8 ela Universidade de )allin

&le "oi, de PPK a PP, coordenador do (aborat>rio de)al Atualmente 2 ro"essor titular da Universidade de )aluas 1reas de interesse so: eletr4nica de ot=ncia, +ualidadedo rocessamento da energia el2trica, sistemas de controleeletr4nicos e acionamentos de m1+uinas el2tricas

.r )al 2 membro da %BRA&@, da BA e do I&&&.urante o erodo de PPO a KKK "oi editor da revista&letr4nica de @ot=ncia da %BRA&@


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