03 - Control Digital
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Captulo 3: Control digital
Captulo 3: Control digital
3.1. Introduccin
El control digital de procesos presenta un problema muy claramente definido: la
discretizacin. Mientras que el proceso que se trata de controlar es un sistema continuo, el
controlador digital est discretizado en su propia constitucin. Esta discretizacin obliga a
disear los controladores con una perspectiva diferente. Los controladores digitales obligan a
incluir elementos de acoplamiento y sincronizacin, que no son propios del control en s
mismo, pero que influyen en l y deben ser tenidos en cuenta.
3.1.1. Sensores
La funcin de los sensores es la obtencin de datos para el proceso. Los encoders aqu
utilizados introducen ya una primera discretizacin, ya que por su propia manufactura
alcanzan una resolucin bien definida.
3.1.2. Actuadores
El actuador se encarga de transmitir la seal de alimentacin al motor. Un servo
amplificador se encarga de realizar una correcta transmisin de la seal mediante una
modulacin por anchura de pulsos. La constante de tiempo elctrica del actuador es
despreciable frente a la constante de tiempo mecnica del sistema.
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3.1. Introduccin
3.1.3. Computador
Todas las seales de entrada y salida de un computador son digitales, por lo que se
necesitan convertidores digital-analgico y analgico-digital para operar con seales
analgicas.
3.2. Modelo discreto
Las seales con las que se trabaja son digitales y, adems de estar discretizadas en el
tiempo, los posibles valores que pueden tomar se encuentran tambin discretizados.
As, en cada periodo de muestreo se recibe una seal del encoder que determina dnde
se encuentra situada la carga. Esta seal es tratada informticamente para calcular la seal de
actuacin ptima, que es enviada antes del final del periodo de muestreo, para volver a
repetir el proceso.
Desde el punto de vista de la planta que hay que controlar, todo es un sistema
continuo. Se suministra un par y la planta responde girando un ngulo.
Desde el punto de vista del controlador digital, la planta se comporta como un sistema
en tiempo discreto, y por tanto el modelo de la planta debe realizarse atendiendo a esa
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Ilustracin 3.1. Control digital
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Captulo 3: Control digital
discretizacin. De esta forma, se utilizar la transformada Z para trabajar con el sistema en
tiempo discreto.
3.3. Tiempo discreto y valores discretos
Como ya se ha comentado antes, la seal del encoder est doblemente discretizada. Es
obtenida peridicamente y, por tanto, est discretizada en el tiempo. Pero adems, la seal
del encoder que informa sobre la posicin de la carga, slo puede adquirir ciertos valores
dados por su resolucin.
El encoder de la carga tiene una resolucin de 10000 pulsos por vuelta. Adems
cuenta con dos discos desfasados 90 para determinar el sentido de giro, con lo que se
obtienen 4 estados posibles (los cuatro cuadrantes de 90) por cada pulso.
360 /vuelta4 10000 pulsos /vuelta
=0.009 / pulso
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Ilustracin 3.2. Resolucin del encoder incremental de la carga
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3.3. Tiempo discreto y valores discretos
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Captulo 3: Control digital3.1. Introduccin3.1.1. Sensores3.1.2. Actuadores3.1.3. Computador
3.2. Modelo discreto3.3. Tiempo discreto y valores discretos