Práctica 1

P1: Sistemas dinámicos y variables significativas

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Índice

Materiales

Realización de la práctica

Contenidos abordados

Resolución de ejercicios

Enlace Práctica

Introducción

Módulo didáctico

Introducción

Un sistema dinámico es un sistema que posee memoria, dicho de otra manera es un sistema que le afecta lo que ha pasado con anterioridad y lo que sucede en el presente. En esta práctica se realizará un estudio de sistemas dinámicos a través de un motor de corriente continua.

Sistemas dinámicos

Hasta minuto 1:16 (ejemplos de sistemas dinámicos)

Materiales

- Motor de corriente continua- Fuente de alimentación- Placa Arduino Due- Placa de lectura de Arduino a motor cc- Matlab

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Laboratorio A3-467

Presentación del módulo

+Especificaciones placa Arduino

Realización de la práctica

+ info

+ info

5

Se compila y testea el programa

Se compila y testea el programa de Simulink del motor cc.

4

Se conecta al Pc

+ info

Se conecta la placa de Arduino al Pc mediante un cable en el pin de programming de Arduino.

+ info

+ info

3

Se conecta placa de Arduino a motor

Se conecta la placa de Arduino al motor mediante un lector que permite que encajen entre ellos.

2

Conexión de motor a fuente de alimentación

Se conectan los cables con su correspondiente color del motor a la fuente para alimentarlo de manera correcta.

1

Apertura del programa de Matlab

Se procede a abrir el programa de Matlab con el que se controla el sistema.

Presentación del módulo

Realización de la práctica

1

Apertura del programa de Matlab

Se procede a abrir el programa de Matlab con el que se controla el sistema.

Presentación del módulo

Modelo del sistema

Subsistema de variable manipulada

Subsistema de Potenciómetro

subsistema de Velocidad

subsistema de Posición

Realización de la práctica

2

Conexión de motor a fuente de alimentación

Se conectan los cables con su correspondiente color del motor a la fuente para alimentarlo de manera correcta.

Como se puede observar los cables están colocados según los colores, el naranja con el naranja tanto en la fuente como el motor y así sucesivamente.

Se conecta también la fuente de alimentación a la corriente

Realización de la práctica

3

Se conecta placa de Arduino a motor

Se conecta la placa de Arduino al motor mediante un lector que permite que encajen entre ellos.

Presentación del módulo

Mediante este lector se conecta al motor.

Resolución: 32 bitsEntradas analógicas: 12En código de Arduino 0 significa giro del motor hacia la izquierda en velocidad máxima y el 4095 giro del motor hacia la derecha en velocidad máxima.

Programming PIN- usado para el programa.

Native Usb Port

Entrada 1 de Arduino usada para la lectura de la velocidad.

Conversor digital analógico para la lectura de la posición.

Realización de la práctica

4

Se conecta al Pc

Se conecta la placa de Arduino al Pc mediante un cable en el pin de programming de Arduino.

Presentación del módulo

El cable usado es el micro Usb.

Una vez llegados a este paso se revisan las conexiones realizadas anteriormente para evitar fallos innecesarios en el motor.

Realización de la práctica

5

Se compila y testea el programa

Se compila y testea el programa de Simulink del motor cc.

Presentación del módulo

Contenidos abordados

*

1. Clasificación de variables en sistemas de control

2. Lectura e interpretación de modelos de Simulink

3. Lectura e interpretación de los datos obtenidos

Sesiones de aprendizaje

Contenidos abordados

*

Freno del motor.

posición potenciómetro, velocidad, posición.

velocidad, posición.traducidas mediante sensores.

Variable manipulada

Tensión que llega al motor.Como no hay controlador var. manipulada = controlada

1. Clasificación de variables en sistemas de control

Perturbación

Entrada

Salida

Sesiones de aprendizaje

Contenidos abordados

*

2. Lectura e interpretación de modelos de Simulink

+ info

Sesiones de aprendizaje

Variables de referencia:- Potenciómetro: controla la tensión que llega al motor directamente.- Señal constante de 50: mantiene una línea recta.- Señal cuadrada: modifica las salidas según sube o baja la señal.- Señal senoidal: realiza algo similar que la cuadrada pero según una senoide.

Variable manipulada del sistema: lo que se modifica del sistema (tensión). Es la entrada de este modelo ya que según la tensión se dará una posición y velocidad.

subdiagramas de las variables que se quieren leer, se realizan para poder "traducir" los valores a otros que se puedan trabajar mejor. Son las entradas del sistema.

Lecturas realizadas por el programa. Se realizan con la función scope. Compara la tensión que se da con la velocidad y posición.

Contenidos abordados

*

3. Lectura e interpretación de los datos obtenidos

Sesiones de aprendizaje

Onda cuadrada

Onda senoidal

Onda constante

Onda controlada con potenciómetro

Contenidos abordados

*

Sesiones de aprendizaje

Onda cuadradacon perturbación freno

Onda senoidalcon perturbación freno

Onda constantecon perturbación freno

Onda controlada con potenciómetrocon perturbación freno

Onda controlada con potenciómetrogirando opuestamente (270º)

Ejercicios

Categorize las distintas señales del sistema según su papel en un sistema de control.

Explique cómo puede introducir perturbaciones al sistema.

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Explique qué función tienen cada uno de los bloques del diagrama.

Ejercicios

Categorize las distintas señales del sistema según su papel en un sistema de control.

+ info

Ejercicios

Explique cómo puede introducir perturbaciones al sistema.

Se pueden añadir a través del freno del motor cc.

Se puede frenar el disco del motor cc de otra manera (con la mano) pero es algo más peligroso para el motor.

Pueden haber también perturbaciones "ambientales":- Viento en contra del movimiento.- Humedad- etc.

La perturbación del freno, se trata de una perturbación a la salida, ya que modifica de manera directa el resultado, la velocidad.

Ejercicios

Explique qué función tienen cada uno de los bloques del diagrama.

Lectura del Pin de Arduino A1, en este caso lee la velocidad del motor.

Salida del subsistema que tiene de nombre velocidad.

Cambio de escala de lectura. El Arduino debido que tiene 32 bits puede leer valores entre 0-4095. Como queremos valores entre de velocidad entre 0-100. Multiplicamos por el %alcance del sensor y dividimos entre la mitad de los valores.

Además el offset evita valores negativos, dejando todo entre 0-100.