SEL0328 - Laboratório de Controle de Sistemas (2019)

Acionamento do motor de corrente contínua: porque o acionamento PWM (ver Seção 8.4 ou Seção 7.5). 

• Utilização e operação de módulo PWM analógico
•  Escolha da frequência de chaveamento

6.  Utilização e operação de módulo PWM analógico e escolha da frequência de chaveamento

i) Fixar o módulo PWM no canto de um protoboard e realizar as conexões para alimentação (ver Figura 8.24 ou Figura 7.17).

ii) Ajustar o potenciômetro P1 do módulo PWM para estabelecer a frequência de operação do PWM. Monitorar a forma de onda dente-de-serra no borne indicado na mesma figura.

iii) Verificar o funcionamento do módulo PWM aplicando diferentes níveis de tensão CC no borne de entrada Ent JP1-1 deste e observando a saída pulsada correspondente no borne Sai JP1-2.

vi)  Conectar um transistor de potência da família TIP 120 e o motor de acordo com o indicado na Figura 8.26 ou Figura 7.19 obedecendo a indicação de polaridade na ligação do diodo com a fonte externa.

v) Utilizando diferentes níveis de tensão de entrada no borne Ent JP1-1, verificar o funcionamento do motor.

7.Obtenção do ganho do amplificador de potência denotado Ka

i) Utilizando o motor como carga, obter o ganho do amplificador de chaveamento (ver Pag. 107 da edição antiga ou pag. 201 edição 2016)  dado por  Ka=VM/u com VM o valor médio aplicado na armadura.  Para isso, aplicar uma tensão u na entrada do amplificador de potência  e no osciloscópio medir o ciclo de trabalho TON/T. Calcular VM=V TON/T  com V a tensão de alimentação do amplificador de potência. Repetir para outros 2 ou 3 valores de u. Então obter Ka usando regressão linear.

ii) Indicar como o valor de Ka pode ser obtido analiticamente.

8. Obter o ganho Kat do estágio atenuador a ser colocado depois do tacogerador (ver pag. 109 ou pag. 204).  Obter via simulação

9. Incluir Ka e Kat no diagrama de simulação do motor CC.

10. Encontrar a função de transferência a malha aberta, incluindo o ganho do tacogerador denominado Ktg, o ganho do estágio atenuador adicionado após o tacogerador denominado Kat e o ganho do amplificador de potência Ka.

11. Utilizando a função de transferência a malha aberta obtida no item 3, obter a velocidade do motor usando o Simulink. Incluir o PWM como um ganho. Obter o valor de regime de ω(t).

12. Ainda no Simulink considerar o sistema a malha fechada com controlador tipo proporcional K(s) = Kp. Verificar o valor máximo de Kp permitido (referencia =8V), considerando a limitação de entrada do PWM (a amplitude da dente de serra não deve ultrapassar o valor de 10V ). Prever no diagrama de simulação um elemento não-linear do tipo saturação (0 − 10V ).

13. Indicar o diagrama de blocos do sistema a malha fechada e dar sua função de transferência para Kp = 1 e Kp máximo, explicitando o valor dos pólos do sistema a malha fechada. Utilizar [A,B,C,D]=linmod(‘diagrama’) com diagrama o nome do arquivo.mdl contendo o diagrama de blocos do sistema a malha fechada e Tss=ss(A,B,C,D). Para obter a função de transferência utilizar Tf=tf(Tss). Para obter os polos usar pole(Tss).

14. Inserir um controlador do tipo integrador e analisar o erro de regime. Comentar.