SIST DE CONTROLE E SERVOMECANISMO EXPERIMENTO 04

www.meccomeletronica.com página 1

CONCEITO TEÓRICO GANHO DO SISTEMA X CONTROLE DE VELOCIDADE INTRODUÇÃO TEÓRICA Os fundamentos de um sistema de controle de um motor em malha fechada são representados na figura 1. Quando uma tensão de entrada (algumas vezes denominada tensão de referência) é aplicada a um amplificador somador, o motor começa a girar a uma certa rotação, que é diferente do valor desejado. Um taco gerador que está mecanicamente acoplado ao motor produz um sinal AC proporcional a rotação. Este sinal AC é convertido em sinal DC, que é então aplicado a uma das entradas do amplificador somador, como o sinal de realimentação. Em função da configuração, onde uma das entradas é um valor de tensão proporcional a rotação desejada e a outra um valor de tensão proporcional à rotação desenvolvida pelo motor, a saída do amplificador operacional apresentará um valor de tensão que corresponde ao erro amplificado, sendo então aplicado ao motor. Este processo continua até que a velocidade do motor atinja o valor desejado. Para mudar a velocidade do motor a tensão de referência aplicada a entrada do amplificador deve ter o ser valor alterado.

Quando o ganho do sistema é muito maior do que um, a velocidade do motor é somente uma função da tensão de entrada. No servo sistema atual, isto significa que a largura da banda morta torna-se mais estreita a medida que o ganho aumenta, fazendo com que a flutuação em torno da velocidade desejada seja minimizada, até um certo nível de variação de carga. Contudo, um ganho elevado não significa que o sistema esteja atuando melhor. Um ganho excessivo apesar de fazer o sistema atuar rapidamente, causa variação de velocidade muito irregular no motor. Sendo assim, o controle do sistema exige que o ganho seja adequado para minimizar as oscilações em torno do valor desejado.

SIST DE CONTROLE E SERVOMECANISMO EXPERIMENTO 04

www.meccomeletronica.com página 2

O módulo U-155 que gera o sinal DC, que é proporcional à velocidade do motor. O sinal de saída do módulo U-155 é muito importante para manter a velocidade do motor constante. O ganho ajustado no módulo U-153 é igualmente importante, ganhos muito baixos fazem com que sistema atue muito lentamente, enquanto ganhos muito altos causam instabilidade no sistema.

SIST DE CONTROLE E SERVOMECANISMO EXPERIMENTO 04

www.meccomeletronica.com página 3

PROCEDIMENTO 1. Conecte todos os módulos como indicado. 2. Ajuste o circuito seletor do módulo U-152 para a posição "a". 3. Ajuste o potenciômetro ATT-1 do módulo U-151 para 9 (mínimo sinal de entrada) e o potenciômetro ATT-2 para 10 (sem realimentação). 4. Ligue o módulo U-156. Ajuste o módulo U-157 até que o motor mantenha a velocidade em aproximadamente 2500 RPMs. 5. Aumente o nível de atuação do freio, incrementando gradualmente o ajuste do freio e medindo a velocidade do motor e o sinal de erro a cada ajuste. 6. Mude o ajuste do potenciômetro ATT-2 para 5, e mantenha a velocidade do motor em 2500 RPMs. Varie o ajuste do freio e meça a velocidade do motor e o sinal de erro a cada posição de ajuste. construa gráficos mostrando as relações entre o ajuste do freio, velocidade do motor e sinal de erro. OBSERVAÇÃO Note que a velocidade do motor pode permanecer inalterada mesmo que a tensão de referência aumente e o ganho do amplificador seja reduzido. Contudo, o aumento do sinal de referência faz com que o sinal de realimentação diminua de intensidade, com isto reduz-se o grau de confiabilidade. Por isso, o ganho do amplificador deve ser incrementado para que o controle possa atuar em condições de pequenos valores de erro. 7. Com o potenciômetro ATT-2 posicionado em 5, varie o potenciômetro ATT-1 de 0 até 9, de 1 em 1, e meça o valor do sinal erro para cada posição. Mantenha a velocidade do motor em 2500 RPMs (ajuste o módulo U-157 se for necessário). Desenhe um gráfico mostrando erro x posição do pote nciômetro ATT-1 (tabela gráficos). 8. Repita o passo 7. Mas, para cada posição do potenciômetro ATT-1 segure o eixo de mais alta velocidade com a mão. Meça o valor do sinal de erro e construa um gráfico mostrando a razão do erro como função da posição do potenciômetro ATT- 1 pela razão do erro definido como: Razão do erro = (erro com o motor para do / erro com o motor girando)