Controllo della velocità di un motore in corrente continua

Presentazione sul tema: "Controllo della velocità di un motore in corrente continua"— Transcript della presentazione:

1 Controllo della velocità di un motore in corrente continua

2 Il motore in corrente continua
Quando la corrente scorre negli avvolgimenti, si genera un campo magnetico intorno al rotore. La parte sinistra del rotore è respinta dal magnete di sinistra ed attirata da quello di destra. Analogamente fa la parte in basso a destra. La coppia genera la rotazione.

3 Schema elettrico equivalente

4 Caratteristiche Momento di inerzia del rotore (J) = 0.01 kg.m^2/s^2
coefficiente d’attrito del sistema meccanico (b) = 0.1 Nms forza elettromotrice costante (K=Ke=Kt) = 0.01 Nm/Amp resistenza elettrica (R) = 1 ohm induttanza (L) = 0.5 H input (V): tensione di ingresso output (theta): posizione dell’albero T = coppia  = posizione angolare  = velocità angolare

5 Leggi di Newton e di Kirchhoff
Trasformate di Laplace Funzione di trasferimento

6 Specifiche richieste Tempo di salita minore di 2 secondi  per avere rapide variazioni di velocità Sovraelongazione minore del 5%  per evitare danni al motore Errore a regime minore del 1%  affinchè possa girare alla velocità desiderata

7 3 secondi per raggiungere la condizione di regime
Risposta al gradino ad anello aperto 3 secondi per raggiungere la condizione di regime

8 Regolazione PID

9 Kp = 100 Ki = 1 Kd = 1 tempo di assestamento troppo lungo

10 Kp = 100 Ki = 200 Kd = 1 sovraelongazione troppo elevata

11 Kp = 100 Ki = 200 Kd = 10 Tempo di salita minore di 2 secondi Sovraelongazione minore del 5% Errore a regime minore del 1%

12 Diagramma di Bode del sistema originale

13 Diagramma di Bode con guadagno aggiuntivo pari a 70
Margine di fase = 60°

14 Risposta al gradino con guadagno aggiuntivo pari a 70
Tempo di assestamento come richiesto, sovraelongazione ed errore a regime elevati

15 Diagramma di Bode con guadagno aggiuntivo pari a 50 e inserimento di rete ritardatrice

16 Risposta al gradino corrispondente alla situazione del precedente diagramma di Bode
Tempo di salita minore di 2 secondi Sovraelongazione minore del 5% Errore a regime minore del 1