Informe Final No.5:“Controladores PI, PD y PID – Circuito

Doble Integrador”Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaLaboratorio de Electrónica II (EE442-M) - 2015-II

Anthony Fluker Cueva

anthonyfluker07@gmail.com

Abstrac- In a system with a control system, depending on how they answer the actuator distinguish different types of control actions, some actions only use basic calls, but the most common is to respond through a combination of these basic actions. The following report presents these types of controllers before being verified in laboratory operation

I. MATERIALES

Para el desarrollo de la experiencia en el laboratotiro se utilizaron los siguientes materiales:

- 02 OPAMs UA741- Resistencias de medio Watt- Capacitores cerámicos- 1 fuente DC de dos salidas- 1 Multímetro- 1 Genereador de señales- 1 Osciloscopio

II. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

Como primer paso se implementará cada circuito correspondiente a los Controladores PI, PD y PID, respectivamente:

Fig.1. Controlador PI

Fig.2 Controlador PD

Fig.3. Controlador PID

Para cada circuito se tomó valores de voltaje pico-pico, tanto en la entrada (in) como en la salida (out). Además se realizó un barrido de frecuencias en cada circuito con la finalidad de realizar su diagrama de Bode. Para finalmente hacer variar el potenciómetro (R4), generando un cambio en la ganancia del circuito.

III. RESULTADOS

Los resultados en cada experiencia se muestran a continuación:

- CONTROLADOR PI:

Para este circuito utilizamos una señal cuadrada de amplitud 2.48Vpp con una frecuencia de 500Hz. Para apreciar tanto la entrada como la salida, utilizamos los dos canales del Osciloscopio, obteniéndoce los siguientes resultados:

Fig.4. Resultado de aplicar una señal cuadrada a un controlador PI.

Es clara la acción instantánea del controlador Proporcional, para que luego se manifieste la acción Integrativa del controlador.

Una vez obtenida la forma de onda de la señal de salida, se procede a calcular el factor Kp y Ti:

Obteniéndose como resultado un Kp=1.2 y un Ti=92µs.

También se tomó nota del desfasaje que presenta este tipo de controlador, mediante el uso de la herramienta Cursor del Osciloscopio:

Fig.5. Forma de la onda en la salida para una señal senoidal del controlador PI.

Es claro el desfasaje de la salida del controlador PI, el cual es de 420µs aproximadamente.

Para el barrido de frecuencias se obtuvieron los siguientes resultados:

TABLA 1VOLTAJES AC PARA EL

CONTROLADOR PI

Con respecto a las frecuencias 100, 500k y 1M Hz no se tomaron los datos ya que el error era mucho mayor con repecto a las otras frecuencias.

Una vez obtenidos estos resultados, se hizo variar el valor de R4 generando solo un cambio en la amplitud (ganancia) mas no la forma de onda de la señal de salida.

f(Hz) Vipp(V) Vopp(V)100 2.48 --500 2.48 7.4600 2.48 6.28800 2.48 5.12900 2.48 4.681k 2.42 4.42k 2.48 2.724k 2.44 1.888k 2.44 1.5610k 2.44 1.4750k 2.48 1.35100k 2.44 1.15500k 2.44 --1M 2.48 --

- CONTROLADOR PD:

Para este circuito utilizamos una señal triangular de amplitud 2.08Vpp con una frecuencia de 500Hz. Para apreciar tanto la entrada como la salida, utilizamos los dos canales del Osciloscopio, obteniéndoce los siguientes resultados:

Fig.6. Resultado de aplicar una señal Triangular a un controlador PD.

En la imagen se ve claramente ambas acciones, proporcional como derivativa.

Una vez obtenida la forma de onda de la señal de salida, se procede a calcular el factor Kp y Ti:

Obteniéndose como resultado un Kp=0.34 y un Ti=72µs aproximadamente.

También se verificó el desfasaje de las señales, el cual resultó nulo como era de esperarse.

Para el barrido de frecuencias se obtuvieron los siguientes resultados:

TABLA 2VOLTAJES AC PARA EL

CONTROLADOR PD

Un detalle a tener en cuenta es que a partir de 50kHz la forma de onda cambia drásticamente de Triangular a Senoidal.

- CONTROLADOR PID:

Para este circuito utilizamos una señal triangular de amplitud 1.47Vpp con una frecuencia de 300Hz. Para apreciar tanto la entrada como la salida, utilizamos los dos canales del Osciloscopio, obteniéndoce los siguientes resultados:

Fig.7. Resultado de aplicar una señal Triangular a un controlador PID.

f(Hz) Vipp(V) Vopp(V)100 2.08 0.8200 2.08 0.8500 2.08 0.821k 2.08 0.92k 2.08 1.15k 2.12 2.1610k 2.08 3.9620k 2.04 4.5650k 2.04 1.8100k 2.04 0.92200k 2.08 0.42500k 2.04 0.14800k 2.04 0.0721M 2.08 0.472

Para determinar el desfasaje entre señal de entrada y de salida se empleó como señal de entrada una onda senoidal,c on la cual se pudo observar un desfasaje de 90°.

IV. ANÁLISIS DE LOS DATOSV. OBSERVACIONESVI. CONCLUSIONESVII. REFERENCIAS

VIII. ANEXOS