Práctica 10 Redes de Compensación empleando LabVIEW 1
Objetivos •
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Diseñar redes de compensación empleando la respuesta temporal y el lugar geométrico de las raíces; así como, utilizando la respuesta de frecuencia. Familiarizar al estudiante con el empleo del Control Toolbox de Labview, orientado al ajuste de compensadores diseñados.
2 Fundamento Teórico Se recomienda revisar el fundamento teórico presentado en la hoja guía de la práctica anterior.
Gracias a que el programa LabVIEW cuenta con el Control Toolbox, se lo empleará con el fin de comprobar el correcto funcionamiento de los compensadores diseñados. En la presente sesión se busca implementar un VI semejante al presentado en las Figura 1 y Figura 2. En las cuales se encuentran el Panel Frontal y el Diagrama de Bloques, respectivamente, del VI propuesto. Este VI será desarrollado en la sesión de laboratorio con las indicaciones dadas por el instructor.
Figura 1 Panel Frontal
Redes de Compensación
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PRÁCTICAS DE SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO
DACI-EPN
Figura 2 Diagrama de Bloques
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Trabajo Preparatorio
Para todos los casos se deben trazar los lugares geométricos de los diversos sistemas a mano y se debe calcular, también a mano, la ubicación de los polos en lazo cerrado (inclusive en los casos donde se piden compensadores diseñados en base a la respuesta de frecuencia). Se deben presentar todos los cálculos necesarios para diseñar un compensador que cumpla con las especificaciones indicadas. En los casos que requiera el Diagrama de Bode, ya sea en lazo abierto o cerrado, SI puede emplearse MATLAB para presentar el mismo.
3.1. A continuación, se presentan funciones de transferencia en lazo abierto para diversos sistemas con realimentación unitaria. Para cada caso diseñe un compensador de manera que se cumplan las especificaciones dadas. 2 (s + 4 ) a. G(s ) = 2 , el MP ≤ 20% y el tiempo de establecimiento ≤ 4s. s (s + 2 s + 5) 2(s + 2) b. G(s ) = 2 , el error de posición debe ser menor que el 10% sin (s + 2s + 2) alterar la ubicación original de los polos en lazo cerrado. 1 c. G(s ) = , diseñe un compensador de adelanto tal que la (s + 1)(s + 2)(s + 3) constante de posición sea igual a 5, el MF ≥ 45º y el MG ≥ 15dB. s+5 d. G(s ) = , diseñe un compensador de adelanto tal que la s (s + 1)(s + 3) constante de velocidad sea igual a 20, el MF ≥ 50º y el MG ≥ 20dB.
Redes de Compensación
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PRÁCTICAS DE SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO
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DACI-EPN
Trabajo experimental
En la práctica se buscará comprobar y ajustar los compensadores diseñados en el Trabajo Preparatorio utilizando el programa LabVIEW. Para esto, con la ayuda del instructor, se implementará un VI parecido al indicado en las Figuras 1 y 2. 5
Informe
a) Para todos los casos realizados en el Trabajo Experimental tabule los resultados, comparando los valores del sistema sin compensar con el sistema compensado. Especifique si fue necesario reajustar el compensador empleando el LabVIEW e indique el ajuste realizado. b) Explique por qué no es posible satisfacer especificaciones dadas si es del caso. c) Conclusiones y Recomendaciones (individuales). 6
Bibliografía Sistemas de Control Automático, KUO Benjamín, Séptima Edición. Ingeniería de Control Moderna, OGATA Katsuhiko, Tercera Edición.