Anteproyecto - Sistema de Control de Posicion Con Carga

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  • 8/16/2019 Anteproyecto - Sistema de Control de Posicion Con Carga

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    Instituto Tecnológico de Nogales Asignatura: Control

    Docente: Julio César Ramírez Valenzuela

    Proyecto: Control de posición con carga

    Alumnos:

    Morales Gallardo Diego Gabriel

    No. de Control: 12340691

    Edgar Iván García Herrera

    No. de Control: 12340733

    José Adrián Ayala Encinas

    No. de Control: 12340732

    H. Nogales, Sonora el lunes 22 de febrero del 2016

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    Índice 1. Antecedentes…………………………………………………4 

    2. Planteamiento del problema…………………………..5 

    3. Justificación………………………………………………….…7 

    4. Objetivos…………………………………………………………9 

    4.1. Objetivo general………………………………………9 

    4.2. Objetivos específicos……………………………….9 

    5. Hipótesis……………………………………………………….10 

    6. Delimitación………………………………………………….11 

    6.1. Limitaciones de tiempo………………………….11 

    6.2. Limitaciones de espacio o territorio……….12 

    6.3. Limitaciones de recursos………………………..13

    7. Fundamentación teórica……………………………….13 

    7.1. Control de velocidad tipo PID para un motor

    de DC………………………………………………………………..13 

    7.2. PID………………………………………………………….14 

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    7.3. Implementación a nivel hardware…………..16 

    8. Método propuesto………………………………………..18

     

    9. Modelo matemático……………………………………..19 

    10. Resultados esperados…………………………………22 

    11. Presupuesto aproximado…………………………….23 

    12. Cronograma de actividades…………………………24

     

    13. Referencias………………………………………………...25

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    1. Antecedentes

    Una cinta transportadora o transportador de banda es un sistema de transporte

    continuo formado por una banda continua que se mueve entre dos tambores .

    Cuya misión es la de recibir un producto de forma más o menos continua y regular

    para conducirlo a otro punto.

    Las cintas transportadoras se usan principalmente para transportar materiales

    granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales,

    etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos

    cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias).

    Las primeras cintas transportadoras que se conocieron fueron empleadas para el

    transporte de carbón y materiales de la industria minera.

    El transporte de material mediante cintas transportadoras, data de

    aproximadamente el año 1795. La mayoría de estas tempranas instalaciones se

    realizaban sobre terrenos relativamente plano, así como en cortas distancias.

    El primer sistema de cinta transportadora era muy primitivo y consistía en una

    cinta de cuero, lona, o cinta de goma que se deslizaba por una tabla de madera

    plana o cóncava. Este tipo de sistema no fue calificado como exitoso, pero

    proporciono un incentivo a los ingenieros para considerar los transportadores

    como un rápido, económico y seguro método para mover grandes volúmenes de

    material de un lugar a otro.

    Durante los años 20, la compañía minera de Henry Clay Frick demostró que los

    transportadores de cinta podían trabajar sin ningún problema en largas distancias.Estas instalaciones se realizaron bajo tierra, desde una mina de carbón

    recorriendo casi 8 kilómetros. La cinta transportadora consistía de múltiples

    pliegues de algodón de pato recubierta de goma natural, que eran los únicos

    materiales utilizados en esos tiempos para su fabricación.

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    En 1913, Henry Ford introdujo la cadena de montaje basada en cintas

    transportadoras en las fábricas de producción de la Ford Motor Company.

    Las cintas transportadoras han sido usadas desde el siglo XIX. 

    En 1901, Sandvik inventó y comenzó la producción de cintas transportadoras de

    acero.

    2. Planteamiento del problema 

    El proyecto sobre el cual se basa nuestra investigación es el control de posición

    con carga. Dicho proyecto se basa en el control de un motor de DC, el cual

    mediante una tarjeta Arduino se controlarán las rotaciones de dicho motor, lo cual

    se traducirá en la posición de la banda la cual se encontrará sobre el motor y

    sobre la banda antes mencionada se colocará una masa tal y como se muestra en

    la siguiente figura (A-1).

    Figura A-1

    La tarjeta arduino estará programada para que cuando el rotor del motor

    comience a girar, éste mueva a un encoder o algún transductor semejante el cual

    será nuestra señal de salida o nuestro valor de posición real. Dicho valor de

    posición real se comparará con un setpoint que el usuario ingresará y se harán los

    procesos matemáticos pertinentes para obtener nuestra función u(t) (que es el

    https://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIXhttps://es.wikipedia.org/wiki/1901https://es.wikipedia.org/wiki/Sandvikhttps://es.wikipedia.org/wiki/Sandvikhttps://es.wikipedia.org/wiki/1901https://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIX

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    valor dado por nuestro controlador PID). Este proceso se llevará a cabo cada vez

    que nuestra tarjeta Arduino lea el valor de salida dado por el transductor hasta

    que

    la suma algebraica entre nuestro valor real y nuestro setpoint sea cero (no llegará

    a cero exacto, pero sí muy aproximado).

    Para el funcionamiento adecuado de estos procesos para empezar,necesitamos

    que de alguna forma nuestro programa cargado en el Arduino convierta nuestra

    distancia ideal (el setpoint o avance total de la banda que el usuario ingresará en

    la interfaz del programa) en alguna clase de señal la cual servirá como punto de

    referencia sobre el cual se comparará la señal enviada por nuestro transductor.

    Otro problema sería la implementación de nuestro transductor. Este transductor

    puede ser un encoder, sin embargo el encoder trabaja con una posición angular

    de un rango de 360°, en esos 360° tiene intervalos de pequeños grados y cada

    uno de esos intervalos el encoder envía una señal de identificación la cual te dice

    en qué posición se encuentr el encoder y por ende el motor. El problema con esto

    es que el proyecto se basa en el avance de una banda, la cual necesitará que el

    motor en la mayor parte de las ocasiones gire más de 360° y cada nuevo giro el

    encoder mandará una señal la cual indicará que el movimiento apenas inicia

    (cuando realmente puede que lleve varias vueltas hechas)

    También existe la incertidumbre del motor a utilizar. La variedad de motor

    disponibles en el mercado con tal diferencia de pesos es abrumadora. Nuestro

    motor necesita ser lo suficientemente fuerte como para poder mover el

    mecanismo de la banda, pero no tanto como para que nos cueste demasiado y

    tenga fuerza y velocidad que serían superfluas implementar.

    Si bien, nuestro conocimiento en sistemas dinámicos no se podría decir que es el

    de un principiante, nuestra experiencia en controladores PID (controlador

    proporcional, integral y derivativo) es inexistente (al menos concientemente). Al

    tener la obligación de usar esta clase de controlador estamos obligados a

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    comprender su funcionamiento y usar las variables adecuadas para que el

    sistema funcione correctamente, pero eso no significa que sea fácil para nosotros.

    Como mencioné antes, nuestro conocimiento en controladores PID es mínimo yaque, en general, nuestras habilidades prácticas son escasas y por lo mismo, el

    desarrollo en general del sistema es complicado para nosotros. Esto incluye la

    identificación de las variables del proceso que pueden intervenir y pueden llevar a

    resultados desastrosos el mecanismo armado si no se tratan las variables que

    deberían y de la forma en que se debe.

    Otro factor a fin a lo mencionado anteriormente es la incertidumbre de los

    componentes que usaremos en el mecanismo así como el diseño de éste, ya sea

    los transistores, resistencias, diodos, etc... Estos componentes dependen

    directamente de la clase de motor que ocuparemos (el cual también

    desconocemos), por lo que aún no establecemos los parámetros sobre los cuáles

    nos basaremos para elegir correctamente los componentes necesarios.

    Para finalizar este apartado, podríamos definir como principal problema nuestra

    falta de experiencia y conocimientos en el tema. Dicho problema irá menguando

    conforme hagamos una ardua investigación y pongamos a prueba nuestro

    prototipo, pero al menos en este momento es nuestro principal obstáculo.

    3. Justificación

    El proyecto el cual se encuentra documentado aquí se llevará a cabo para fines

    académicos de aprendizaje, con él aprenderemos los conceptos básicos de lo que

    es control (en sí la materia que cursamos) pero de una forma práctica. Si bien, en

    clase se ven todas estas formas, la parte práctica (parte que la conforma la

    realización de este proyecto) es incluso más importante ya que nos acerca a lo

    que son los sistemas de control, su constitución, sus objetivos, sus

    funcionalidades en la industria, su importancia en el medio, etc...

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     Adentrándonos más a fondo dentro del proyecto, como parte integral del sistema

    y podríamos decir que la parte central del proyecto, se aprenderá a crear un

    sistema de control de posición con carga mediante un controlador PID. Este

    controlador PID tomará las riendas del sistema y tomará las decisionespertinentes con las cuales, dependiendo de la situación del sistema llevará a cabo

    las acciones

    correctivas para mantenerlo estable bajo cualquier circunstancia. Aprender a

    utilizar el controlador PID es el objetivo principal de este proyecto ya que en la

    industria es el controlador más utilizado junto con sus variantes (P, PI, PD) y, de

    saber cómo funciona, podremos adaptarnos mejor y más rápido en una situación

    real en dado caso de que nos lo lleguemos a topar. Y para que el controlador PID

    sea funcional, se necesitará poner a prueba el mecanismo para poder obtener los

    valores característicos del motor sometido a tales condiciones por lo que, también

    eso es pate de la razón de este proyecto, saber cómo obtener tales valores

    mediante alguno de los distintos métodos (en nuestro caso usaremos matlab).

    La parte mencionada anteriormente podríamos categorizarla como la parte de la

    "programación y digital", pero también son necesarias competencias de la

    electrónica analógica para abrirnos más las puertas y tener más posibilidades y

    libertad de trabajo. Pondremos en práctica los conocimientos aprendidos en las

    materias de electrónica que hemos llevado hasta el momento. En éstas

    aprendimos el funcionamiento de diversos componentes electrónicos analógicos y

    su implementación a la hora de regular los parámetros de nuestros circuitos a

    conveniencia propia. Estos conocimientos tendremos que hacerlos presentes

    poniéndolos a prueba para desarrollar el circuito idóneo el cual estará a la

    completa disposición de nuestro controlador PID para que éste pueda trabajar

    correctamente. Entonces, otra razón de ser de este proyecto es que nosotros

    sepamos desarrollar o al menos sepamos implementar e improvisar en las

    situaciones pertinentes que vengan a juego con el uso de los circuitos eléctricos.

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    4. Objetivos

    4.1. Objetivo General

    Construir una sistema de control de posición con carga (banda transportadora)

    que sea capaz de estabilizarse si hay perturbaciones.

    4.2. Objetivos Específicos

    ▪ El sistema debe trabajar con una diferencia de carga mínima de 100 g, 200g,

    300g y la carga tiene que recorrer al menos 20 cm de distancia con una precisión

    de +-1mm.

    ▪ El sistema debe contar con un buffer (amplificador de potencia) de 3 Amp y un

    puente H para mover el motor en ambas direcciones.

    ▪ Definir el diseño de los componentes esenciales de una banda transportadora

    lineal.

    ▪ Seleccionar el motor más adecuado para generar el movimiento de banda. 

    ▪ Construir la estructura de banda transportadora, no sin antes conocer cómo

    funciona y que elementos la componen.

    ▪ Diseñar e implementar un sistema de control para el manejo de la banda

    transportadora y el control de velocidad del motor.

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    5. Hipótesis 

    Después de darnos a la tarea de hacer una veraz investigación ya sea leyendo

    blogs, wikies, viendo videos, buscando libros a fines, cuestionando a personas

    entendidas, etc, y después de procesar toda esta información y relacionar si bien,

    no todas las variables dispuestas al menos sí las más influyentes, tenemos una

    visualización bastante prometedora al respecto.

    Para empezar, la base del sistema será un controlador PID que, mediante una

    tarjeta Arduino, éste hará los procesos pertinentes para que la banda acoplada al

    motor trabaje correctamente ya sea, en condiciones normales y adversas.

    Nuestro motor estará acoplado a una banda, la cual a su vez estará acoplada con

    otros elementos necesarios para que nuestra banda se mantenga estable y que

    tenga una superficie plana (dichos elementos estarán conectados al motor

    indirectamente y por lo tanto le agregarán carga). A su vez, al poner en

    funcionamiento la banda, ésta tendrá un peso de cientos de gramos, lo cual es

    mucho esfuerzo para un motor de DC cualquiera. Entonces nosotros proponemos

    la utilización de un motor lo bastante potente (12V sería nuestro motor idealizado)

    que pueda desplazar sin contratiempos toda a carga en tiempo y forma.

    Sin embargo, el sistema debe de saber reconocer en qué punto la banda debe de

    parar de moverse (y por ende, el motor debe dejar de girar) para cumplir con las

    especificaciones dadas. Para ello implementaremos un encoder incremental

    acoplado al eje del motor. Este encoder incremental estará conectado a nuestra

    tarjeta Arduino, la cual, al momento de que nuestro motor comienza a moverse el

    encoder le enviará una señal a la tarjeta Arduino, dicha señal será tratada como

    nuestra "seña real". Al momento de que nuestra señal real llega a nuestro Arduino

    por primera vez desde que pusimos en funcionamiento del sistema, esta señal

    real se convertirá en un valor numérico con el cual ya podremos trabajar más

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    fácilmente. El valor numérico (el cual representa nuestra seña real) será

    comparado con nuestro setpoint o valor ideal (dicho valor debió de ser registrado

    por la tarjeta cuando el usuario lo ingreso en la interfaz del programa). Esta

    comparación consiste en una resta de valores lo cual será igual a nuestro error y,

    mientras siga existiendo una discrepancia entre estos dos valores (mientras el

    error no sea cero) el motor deberá seguir funcionando hasta que la suma

    algebraica entre nuestro valor real y el valor ideal sea cero. En el momento en que

    sea cero, el sistema llegará a la conclusión de que la banda alcanzó su objetivo y

    que debe parar a nuestro motor.

    6. Delimitación 

    6.1. Limitaciones de tiempo: 

      El proyecto está pensado para llevarse a cabo en un periodo de tiempo

    igual a la duración del semestre en curso (lo que comprende de febrero del

    2016 hasta junio del 2016), sin embargo, ésta sería nuestra limitación

    "general" hablando del proyecto en "general".

      Dentro del transcurso de ese periodo (el del semestre) debemos cumplir

    obligatoriamente con avances periódicos del proyecto con el docente con lo

    cual, eso agrega más restricciones de tiempo en intervalos de fechas aún

    no definidas claramente, por lo que si bien, eso nos obliga a mantener un

    avance congruente y por lo tanto, con mayores probabilidades de éxito, al

    fin y al cabo es una mayor carga de trabajo mayor.

      Sumado a la entrega de avances obligatoria, están también las fechas

    establecidas por nuestro cronograma de actividades las cuales están

    divididas en segmentos aún más pequeños de tiempo. Aunque estas

    actividades del cronograma no sean obligatorias cumplirlas para con el

    docente en las fechas establecidas, si es necesario mantenerlas para

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    cumplir con los avances mínimos requeridos al menos, y quizá hasta se

    logre incluso alcanzar un mayor progreso del establecido.

    6.2. Limitaciones de espacio o territorio: 

    Nuestro proyecto no está limitado en ese sentido dentro algún espacio o territorio.

    Las investigaciones y el desarrollo posterior del proyecto pueden llevarse a cabo

    en cualquier área que nosotros deseemos ya que las características de esta

    empresa son otras. Sin embargo sí se cuentan con requisitos mínimos a cumplir

    (que no serían tanto limitaciones, sino más bien características mínimas que debe

    contener el sistema). Dichas características son:

    Entregar este documento escrito en tiempo y forma con las especificaciones

      dadas.

      Hay que hacer uso de un controlador PID como medio de control.

      El controlador PID debe ser funcional.

      El contolador de posición con carga debe ser capaz de transportar entre

    100 y 300 gramos de masa.

      La banda transportadora debe tener un margen de avance o retroceso de

    al menos 20 milímetros desde su punto inicial (el punto medio).

      El margen de error de posición de la banda no debe sobrepasar +- 1

    milímetro.

      Debe mantener una velocidad fija.

      No debe tener un tiempo de reacción mayor a 10 segundos.

      Debe ser capaz de mantener su estabilidad ante cualquier perturbación

      externa (ocasionada por el docente) e interna.

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    6.3. Limitaciones de recursos:

      La limitación de capital será de 1,600 pesos (mil pesos será el presupuesto

    invertido inicialmente sin ningún contratiempo, pero en caso de haberlo, se

    ajustan otros seiscientos pesos para tener un margen de error y que no nos

    tome por sorpresa).

      La limitación de los materiales utilizados para nuestro proyecto estará dado

    por el capital por lo que, la limitación del material utilizado estará dado por

    el capital disponible.

    Los recursos informáticos podríamos decir que son tan amplios que casi soninfinitos. Tenemos libertad de acción en lo que se refiere al material académico

    que podamos encontrar en cualquier parte, ya sea en la red (internet), bibliotecas,

    revistas, cualquier otra clase de publicaciones,

      personas entendidas en el tema, etcétera...

    7. Fundación teórica. 

    7.1. Control de velocidad tipo PID para un motor DC

    Uno de los controladores más utilizados es el tipo PID (Proporcional IntegralDerivativo). A lo largo de esta lectura se abordará la implementación de uno en

     Arduino para controlar la velocidad de un motor DC.

    Un poco de teoría 

    Cuando se quiere controlar una planta (en nuestro caso un motor DC), lo máshabitual es plantear un lazo de control estándar (figura 1):

    figura 1

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    La señal que entra al controlador es la medida que queremos que alcance la

    planta (llamada "consigna" en teoría del control) menos la medida de salida de la

    planta o, lo que es lo mismo, el error. El objetivo del controlador será siempreminimizar el valor absoluto del error (que tienda a cero) actuando sobre la entrada

    de la planta.

    Para profundizar bien en el estudio del control habría que ver las transformadas

    de Laplace, los polos y los ceros del sistema y, para el caso discreto, lo ideal sería

    un estudio basado en la transformada Z estudiando también la ubicación de los

    polos y los ceros. Sin embargo me centraré en el estudio y la implementación de

    un controlador estándar: el PID.

    7.2. PID 

    Los controladores PID son un tipo especial de controlador que combinan la acción

    proporcional (P), la acción integral (I) y la acción derivativa (D) sobre el error. Si a

    la entrada del controlador (el error) la llamamos e(t) y a la salida del controlador

    (la entrada a la planta, en nuestro caso la entrada al motor DC) la llamamos u(t).

    Como se puede apreciar, la acción proporcional vendrá determinada por la

    constante KpKp, la acción integral por la constante KiKi y la acción derivativa por

    la constante KdKd.

    1. La acción proporcional KpKp hace que el error en estado estacionario tienda a

    cero.

    2. La acción integral KiKi, al ir sumando los errores en el tiempo (integral), tiende

    a eliminar el error estacionario generado por la acción proporcional.

    3. La acción derivativa KdKd tiende a suavizar las variaciones en el error.

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    Bolton (2001) dice lo siguiente:

    El controlador proporcional integral derivativo (PID), mejor conocido como

    controlador de tres términos, con un sistema de la forma que ilustra la

    figura 2 dará una salida, para una entrada de error e como se ilustra en la

    Ec. 1 

    (Ec. 1)

    La función de transferencia de la Ec. 2, tendrá una salida (s)/e(s), esta

    salida del controlador es, de esta manera:

    (Ec. 2)

    figura 2

    Debido a que la constante de tiempo integral, Ti, es Kp/Ki y la constante de

    tiempo derivativa, Tdi, Kd/Kp, la ecuación Ec. 1 se puede escribir como las

    ecuaciones Ec. 3

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    (Ec. 3)

    Para determinar los mejores valores de cada una de las constantes, lo ideal es

    realizar un estudio mediante la transformada de Laplace y buscar la mejor

    ubicación de los polos y los ceros del controlador PID para que se obtenga el

    comportamiento deseado.

    En este caso se ha optado por realizar pruebas empíricas con valores bajos e ir

    probando diferentes combinaciones.

    7.3. Implementación a nivel hardware 

    En este caso la planta es un motor DC del que vamos a controlar su velocidad

    mediante la salida PWM de 8 bits (0 a 255) y 5 voltios. La salida PWM la

    conectamos a la base de un transistor NPN de potencia (en este caso un BD139)

    montado en configuración de emisor común. (figura 3)

    (figura 2)

    La lectura de la velocidad angular la hacemos utilizando un disco pintado (mitad

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    blanco y mitad negro) conectado al eje de rotación (para que gire) y un sensorreflexivo de infrarrojos CNY70 (del que se utiliza en los robots sigue líneas).(figura4)

    (figura 4)

    Polarizando el fototransistor y el led infrarrojo y acondicionando la señal con unapuerta inversora de tipo schmitt, ya tenemos un flanco de subida o de bajada porcada vuelta que da el disco.(figura 5)

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    (figura 5)

    8. Método propuesto

    Luego de buscar arduamente por distintos medios, encontramos algunos

    proyectos semejantes al nuestro, lo cual fue de bastante ayuda y nos sirvió para

    definir la estructura que ahora tenemos contemplada de nuestro proyecto. Dicha

    visualización será abarcada a grandes rasgos a continuación.

    1. Conseguir un motor adecuado para la aplicación requerida.

    2. Conseguir los demás componentes (transistores, buffer, resistencias,

    fuente de alimentación, diodos y el transductor) en base al motor

    seleccionado.

    3. Bajar de internet las librerías del controlador PID para usar en nuestratarjeta Arduino.

    4. Conseguir las bandas y demás componentes del mecanismo el cual será

    desplazado por el motor.

    5. Verificar la funcionalidad de los componentes electrónicos para evitar

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    futuros contratiempos por fallas de funcionamiento.

    6. Conectaremos nuestro motor a una fuente de alimentación y éste tendrá

    comunicación con matlab, el cual mediante un programa leerá los valores

    de salida de nuestro motor y con ello creará la función de transferencia

    para la planta que es nuestro motor.

    7. Montar el circuito de nuestro motor y verificar su funcionalidad.

    8. Montar el mecanismo del motor y verificar funcionalidad.

    9. Crear el programa que cargaremos en nuestro arduino, el cual será el

    corazón del sistema procesando la información entrante para realizar los

    respectivos cálculos y las decisiones adecuadas en función de los

    resultados de dichos cálculos.

    10. Montar nuestro programa creado en la tarjeta Arduino y realizar las

    conexiones necesarias entre nuestro motor, el circuito del motor, el

    mecanismo del motor, el transductor y la tarjeta arduino para poner en

    funcionamiento el sistema.

    11. Corregir posibles errores del sistema en caso de haberlos.

    12. Agregarle o quitarle al sistema los elementos necesarios para mejorar la

    funcionalidad del sistema.

    9. Modelo matemático 

    Planta sin banda transportadora

    Considerando que el motor que tenemos pensado usar tendrá un eje rígido, por

    medio de sus ecuaciones eléctricas y mecánicas, al relacionarlas, podemos

    obtener el modelo del motor en el cual la entrada es el voltaje aplicado y la salida

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    es la velocidad rotacional del eje, para esto es necesarioconocer los diferentes

    parámetros de los que se encuentra compuesto:

    •Momento de inercia del rotor J. 

    •Coeficiente de amortiguamiento del sistema mecánico(b). 

    •Constante de fuerza electromotriz K=Ke=Kt. 

    •Resistencia eléctrica (R).

    •Inductancia eléctrica (L). 

    •Entrada (V): Fuente de Tensión. 

    •Salida (W): velocidad rotacional del eje. 

    Las ecuaciones eléctricas de la Ec. 3:

    Ec. 3

    Ecuaciones mecánicas de la figura Ec. 4:

    Ec. 4

    Relacionando ambas ecuaciones y expresándolas en el dominio en la Ec. 5

    S:

    Como e=Kw

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    CONTROL Página 21 

    Ec.5

    Obtenemos la función de transferencia de la velocidad del rotor respecto al voltaje

    aplicado (Ec. 6):

    Ec. 6

    Como lo que nos interesa es la relación del ángulo que se desplaza el rotor con

    respecto al voltaje aplicado, integramos a ambos lados de la ecuación

    multiplicando por 1/s (Ec. 7):

    Ec. 7

    Obtenido el modelo matemático del motor podemos diseñar nuestro controlador

    PID, pero para esto es necesarioconocer el valor de los parámetros J, K, b, R, L

    delsistema los cuales desconocemos.

    La solución que proponemos para la obtención de los parámetros del sistema,

    consiste en acoplar los ejes de dos motores con similares características. Uno

    actuaríacomo motor y el otro como generador. Esto se realizaría con el fin de

    obtener por medio de una tarjeta de adquisiciónde datos (DAQ) y Matlab, dos

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      CONTROL DE POSICIÓN CON CARGA  2016 

    CONTROL Página 22 

    señales que serían el voltaje aplicado al motor uno y el voltaje generado por el

    motor dos, y por medio de la toolbox de Matlab ident relacionar estas dos señales

    para obtener un modelo aproximado al del motor.

    10. Resultados esperados 

    Llevar a cabo una documentación correcta y detallada del proyecto para su

      posterior entrega al docente.

      Aprender los conocimientos pertinentes para hacer uso de un controlador

    PID de forma funcional. Que sepamos cómo trabajar con él y poder hacer

    uso de esas competencias cuando se presente la oportunidad en el ámbito

    laboral.

      Gracias a nuestros conocimientos de electrónica, poder desarrollar un

    circuito con las características necesarias para que el controlador PID

    pueda controlar correctamente el mecanismo. Este circuito debe ser capaz

    de mantener, incrementar o cortar el suministro de energía gracias a la

    instrucción dada por el controlador PID para que el prototipo no sufra algún

    percance.

      Desarrollar un mecanismo el cual funcione sin contratiempos y de forma

    fluida, esto es, que exista una sinergia perfecta entre los componentes del

    mecanismo sin fricciones o alguna clase de imperfección interna por parte

    de éste que haga trabajar al controlador PID más de lo necesario o que

    incluso lo deje inutilizado debido a algún error de alguno o varios de suselementos que impidan un funcionamiento correcto. En pocas palabras,

    lograr construir un mecanismo eficaz y eficiente.

      Poder programar nuestro microcontrolador de forma correcta y de la forma

    más simple posible para un mejor entendimiento nuestro y para las demás

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    CONTROL Página 23 

    personas interesadas en la construcción del algoritmo de éste.

      Revisar nuestro proyecto sin contratiempo alguno en las condiciones

    necesarias.

    11. Presupuesto aproximado 

    Material o equipo a utilizar  Costo

    Madera  200 

    Motor dc 180 

    Puente H 3ª 

    150 

     Arduino uno  160 

    Banda  60 

    Clavos  25 

    Ejes de metal  80 

    Fuente de alimentación  70 

    Total 

    925 

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    12. Cronograma de actividadesMeses

     Actividades

    Febrero Marzo Abril Mayo Junio

    Semanas 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

    Elaboración de anteproyecto

    02 al 21 de febrero 

    Comienzo del borrador paraproyecto final

    22 de Febrero al 14 de Marzo 

    Comienzo de búsqueda ycompra de material

    22 de Febrero al 21 de Marzo 

    Corrección de borrador paraproyecto final

    22 de Marzo al 4 de Abril 

    Elaboración de diseño paracircuito de prototipo

    28 de Marzo al 11 de Abril 

    Construcción de prototipo

    28 de marzo al 11 de Abril 

    Pruebas del prototipo y delcircuito implementado

    12 al 30 de Abril 

    Corrección de fallas enprototipo contemplando

    contra tiempos

    1 al 31 de mayo 

    Fecha de entrega

    3 de junio 

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    13. Referencias 

      Benjamin, C. Kuo (1996). Sistemas de Control Automático. Distrito Federal,

    México: Pretince Hall Hispanoamericana S.A.

      del Castillo, E.(s.f). Control de procesos: implementacion de una

    plataforma. Recuperado de

    https://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontco

    ver&hl=es#v=onepage&q&f=false 

      Ogata,K.(1987). Dinamica de sistemas. Recuperado de

    http://www.matcuer.unam.mx/~victor/Sistemas/dinamica_de_sistemas.pdf  

      Ogata,K. (2003). Ingeniería de control moderna. Madrid, España: Pearson

    Prentice Hall.

      W. Bolton (2001). Ingeniería de Control Segunda Edición. Distrito Federal,

    México: Alfaomega

    https://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=falsehttps://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=falsehttps://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=falsehttp://www.matcuer.unam.mx/~victor/Sistemas/dinamica_de_sistemas.pdfhttp://www.matcuer.unam.mx/~victor/Sistemas/dinamica_de_sistemas.pdfhttp://www.matcuer.unam.mx/~victor/Sistemas/dinamica_de_sistemas.pdfhttps://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=falsehttps://books.google.com.mx/books?id=WhHDAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=false