Diapositiva 1

Identificacin y diseo del controlador para un sistema de control de velocidad en un motor de induccin.Presentado por :

Cristhian Alexander Camacho SalvatierraAlex Omar Echeverra Cuadrado.

oBJETIVO PrincipalEl objetivo principal del trabajo es desarrollar una identificacin del sistema para obtener una representacin fiel de la planta. De esta manera cuando se desee probar nuevas alternativas de funcionamiento, no ser necesario trabajar sobre la planta real y en su lugar se podr trabajar sobre un proceso simulado, evitando as posibles deterioros o prdidas de tiempo de produccin.Usar las tcnicas de identificacin clsicas para obtener el modelo matemtico del proceso.

Demostrar la validez y confiabilidad de la identificacin, mediante un contraste con los datos reales de la planta.

Disear un controlador basado en el modelo identificado, que permita lograr el desempeo requerido en el dominio del tiempo. Objetivos EspecficosIntroduccinEl presente trabajo ofrece la posibilidad de comprender mejor en qu consiste la identificacin de sistemas, dicho sistema para nuestro caso se refiere al control de velocidad de un motor de induccin trifsico.

Tendremos en cuenta los rangos de seguridad del motor, es decir no superar su corriente nominal, ya que nuestra planta tiene un variador de velocidad, restringiremos el rango de velocidades en el cual se desarrolla un control voltaje - frecuencia constante, a carga constante.

Para medir la velocidad, es necesario obtener los datos desde la planta, por lo que vamos a emplear LabVIEW, siendo un fuerte programa para la adquisicin, procesamiento y generacin de datos. Para usar herramientas estadsticas de anlisis y modelacin del proceso, emplearemos Matlab.

planta

Motor de Induccin 3Carga Terco MV1045DAQ-NI-USB6009Circuitos ElectrnicosVariador de FrecuenciasDiagramA DE cONEXIONES

Diagrama de Control del Sistema

Diagrama de Fuerza del Sistema6Implementacin de medidor de velocidad (Tacmetro)

Implementacin de medidor de velocidad (Tacmetro)AI0AO0

Adquisicin y generacin de datos

Programacin en Labview

procesoConocimientos PreviosExperimentacin y Obtencin de los datosAnlisis de los datosEleccin en la Estructura Obtencin de los Parmetros del modeloValidacin del Modelo Es Valido?Existe Modelo?FinRespuesta al Escaln

Tp= 1,38 s.Ts=1,7s

4=Ts4=1,7Frecuencia de muestreo mximo

SeaL de Entrada

Seal PRBSPRBS 4Tiempo de Muestreo0,4Amplitud0,5Nmero de Registros6Tiempo de Conmutacin1,6Anlisis De No Paramtrico

[Matriz]=CRA (Z, M, NA, PLOT)

Respuesta al Escaln

ANLISIS PARAMTRICO

Diagrama de Bloques General de la Estructura de Error de Prediccin

Estructura ARXEstructura ARMAXEstructura BJEstructura OEEstructura FIRRESPUESTA AL ESCALnResultados al Escaln.

Anlisis del mejor modelo paramtricoFuncin de transferencia

Diseo del controladorSe est diseando un controlador, que permita que la respuesta de la planta no tenga un sobre nivel porcentual mayor al 4% y un tiempo de estabilizacin de 0.5 segundos.

Diseamos un controlador utilizando la herramienta Sisotool de MatLab.Donde F es el filtro, C es el controlador, G es la funcin de transferencia de la planta y H es la realimentacin.

Trayectoria de las races

Diagrama de Bloques del Proceso de control de un motor de induccin.Diagrama de bloques del controladorModelamiento del sistema de planta real

RESULTADOS SIMULADOSSin controlador y sin filtroCon controlador y con filtro

Sin controlador y sin filtroCon controlador y con filtroRespuestas al escaln

Anlisis de resultadosconclusiones El anlisis de correlacin, siendo un mtodo de identificacin no paramtrico, nos dio una alta confiabilidad de trabajo para cada seal de entrada diseada (ver Figura diapositiva 16) , se comprueba la existencia de una relacin fuerte entre la entrada y la salida.

Logramos obtener un modelamiento matemtico con un ajuste del 83.84% de similitud a la planta real, que describe el comportamiento de la velocidad en un motor de induccin jaula de ardilla con su respectiva potencia de perturbacin.Realizando la comunicacin entre LabVIEW y el variador de frecuencia logramos darle a la velocidad un patrn diferente a seguir, patrones que no son posibles configurarlos desde el variador; el cual lo usamos en nuestro caso, como parte de potencia y de control de fallas.

Logramos disear el controlador que cumpla con las especificaciones dadas en los criterios para el diseo del controlador con un Tiempo de Estabilizacin de 0.402 segundos y un sobre nivel porcentual del 4%. No fue implementado en la planta real por el anlisis dado en el captulo 5.7.Muchas gracias

+12V 0V -12V

AO0 GND +5V

COM AI1 +10 AI2

GND +5V +2.5V PFIO P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0

Fuente De Voltaje

DAQ NI USB 6009

U1

V1

W1

U

GND AI0 AI4 GND AI1 AI5 GND AI2 AI6 GND AI3 AI7 GND AO0 AO1 GND

U

V

W

U1

V1

W1

V

W

M.I.3

U/T1 V/T2 W/T3

Circuito de Encoder

+12V 0V -12V AO0 AI0 GND

Amplificador y Proteccin

ALTIVAR 31A

ALTIVAR 31A

MV1405

R S T

ATV 31A

U V W

Fusibles

ATV

Motor 2

Trmico

MAIN

Botn Paro