Captulo 3: Control digital

Captulo 3: Control digital

3.1. Introduccin

El control digital de procesos presenta un problema muy claramente definido: la

discretizacin. Mientras que el proceso que se trata de controlar es un sistema continuo, el

controlador digital est discretizado en su propia constitucin. Esta discretizacin obliga a

disear los controladores con una perspectiva diferente. Los controladores digitales obligan a

incluir elementos de acoplamiento y sincronizacin, que no son propios del control en s

mismo, pero que influyen en l y deben ser tenidos en cuenta.

3.1.1. Sensores

La funcin de los sensores es la obtencin de datos para el proceso. Los encoders aqu

utilizados introducen ya una primera discretizacin, ya que por su propia manufactura

alcanzan una resolucin bien definida.

3.1.2. Actuadores

El actuador se encarga de transmitir la seal de alimentacin al motor. Un servo

amplificador se encarga de realizar una correcta transmisin de la seal mediante una

modulacin por anchura de pulsos. La constante de tiempo elctrica del actuador es

despreciable frente a la constante de tiempo mecnica del sistema.

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3.1. Introduccin

3.1.3. Computador

Todas las seales de entrada y salida de un computador son digitales, por lo que se

necesitan convertidores digital-analgico y analgico-digital para operar con seales

analgicas.

3.2. Modelo discreto

Las seales con las que se trabaja son digitales y, adems de estar discretizadas en el

tiempo, los posibles valores que pueden tomar se encuentran tambin discretizados.

As, en cada periodo de muestreo se recibe una seal del encoder que determina dnde

se encuentra situada la carga. Esta seal es tratada informticamente para calcular la seal de

actuacin ptima, que es enviada antes del final del periodo de muestreo, para volver a

repetir el proceso.

Desde el punto de vista de la planta que hay que controlar, todo es un sistema

continuo. Se suministra un par y la planta responde girando un ngulo.

Desde el punto de vista del controlador digital, la planta se comporta como un sistema

en tiempo discreto, y por tanto el modelo de la planta debe realizarse atendiendo a esa

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Ilustracin 3.1. Control digital

Captulo 3: Control digital

discretizacin. De esta forma, se utilizar la transformada Z para trabajar con el sistema en

tiempo discreto.

3.3. Tiempo discreto y valores discretos

Como ya se ha comentado antes, la seal del encoder est doblemente discretizada. Es

obtenida peridicamente y, por tanto, est discretizada en el tiempo. Pero adems, la seal

del encoder que informa sobre la posicin de la carga, slo puede adquirir ciertos valores

dados por su resolucin.

El encoder de la carga tiene una resolucin de 10000 pulsos por vuelta. Adems

cuenta con dos discos desfasados 90 para determinar el sentido de giro, con lo que se

obtienen 4 estados posibles (los cuatro cuadrantes de 90) por cada pulso.

360 /vuelta4 10000 pulsos /vuelta

=0.009 / pulso

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Ilustracin 3.2. Resolucin del encoder incremental de la carga

3.3. Tiempo discreto y valores discretos

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Captulo 3: Control digital3.1. Introduccin3.1.1. Sensores3.1.2. Actuadores3.1.3. Computador

3.2. Modelo discreto3.3. Tiempo discreto y valores discretos