Practica 4control moderno
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UNIVERSIDAD AUT ´ ONOMA DE NUEVO LE ´ ON Facultad de Ingenier´ ıa Mec´ anica y El´ ectrica Laboratorio Dise˜ no de Sistemas Mecatr´onicos Ene.-Jun. 2008 Pr´ actica 4. Control de Servomotores Una vez que el estudiante ha aprendido a utilizar el entorno de labview, debe estar preparado para crear un sistema mecatr´onico elemental. El desarrollo de algunas habilidades de pensamiento cr´ ıtico y creatividad es fundamentaly deben lograr ser puestas en pr´actica. Adem´as es necesario para ello poder entenderel uso de cada parte del sistema; es decir hardware (sistema mec´anico), software PC (sistema c´omputo) y componentes el´ ectricos para poder llevar a cabo la pr´actica de laboratorio. Esta pr´actica corresponde al primer acercamiento de los estudiantes con un sistema mecatr´onico. Se usar´a labview para crear un instrumento virtual VI, el cual controle el movimiento de un sevo- motor simple. Este ejercicio tiene aplicaciones diversas en muchas disciplinas que permitir´a al estudiante entender y aprender sobre un dispositivo de control ampliamente usado en equipo industrial. El equipo necesario consiste de la computadora con labview, tarjeta de adquisici´on, servomotor, cables y conectores. 1 Introducci´on El objetivo de este laboratorio es combinar sistemas mec´anicos, el´ ectricos y el uso de la com- putadora con la finalidad de construir un sistema mecatr´onico simple. Se construir´a un instru- mento virtual para controlar un servomotor, usado comunmente como dispositivo de hardware industrial. Entre las habilidades a desarrollar por parte delalumno est´an la creatividad para usar labview con el fin de realizar diferentes tareas de aplicaci´on. En esta pr´actica, cada estudiante deber´a entender la forma de usar labview para controlar el servomotor y observar que existen distintas formas de efectuarlo. Un servomotor es b´asicamente un de motor de corriente directa, el cual tiene la capacidad de ubicar la posici´on de su eje en cualquier posici´on angluar dentro de cierto rango de operaci´on. Generalmente consiste de un mecanismo que mueve un eje de salida, mediante un arreglo de circuitos de conexi´on y engranes. El control de un servomotor se describe mediante una se˜ nal cuadrada de voltaje la cual indica la posici´on angular del eje. El ´angulo de ubicaci´on del motor depende de la duraci´on de la se˜ nal en el nivel encendido. Su alimentaci´on est´a dada por tres cables los que se utilizan para energizar y controlar el servomotor, con los cuales se proporciona el voltaje de energizaci´on y tierra, adem´as del cable donde se da la entrada de control. La posici´on y el movimiento del eje de salida se realiza por un proceso llamado PCM (pulse code modulation) modulaci´on por impulsos codificados. Este proceso se refiere a mandar pulsos de cierta longitud correspondientes a las posiciones angulares del eje de salida. Los servomotores se utilizan frecuentemente en sistemas de radiocontrol y en rob´otica, pero su uso no est´a limitado a estas aplicaciones. 2 Procedimiento Para realizar la pr´actica se sugiere al alumno los siguientes pasos:
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control moderno para estudiantes que quieren realizar sus practicas de las practicas y para las practicas de sus practicas en las practicas estudiantiles.
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UNIVERSIDADAUTONOMADENUEVOLEONFacultaddeIngenieraMec anicayEl ectricaLaboratorioDise nodeSistemasMecatronicosEne.-Jun. 2008Practica4. Control deServomotoresUna vez que el estudiante ha aprendido a utilizar el entorno de labview,debe estar preparadopara crear un sistema mecatronico elemental. El desarrollo de algunas habilidades de pensamientocrtico y creatividad es fundamental y deben lograr ser puestas en practica. Ademas es necesariopara ello poder entender el uso de cada parte del sistema; es decir hardware (sistema mecanico),software PC (sistema computo) y componentes electricos para poder llevar a cabo la practica delaboratorio.Esta practica corresponde al primer acercamiento de los estudiantes con un sistema mecatronico.Se usara labview para crear un instrumento virtual VI, el cual controle el movimiento de un sevo-motorsimple. Esteejerciciotieneaplicacionesdiversasenmuchasdisciplinasquepermitiraalestudianteentenderyaprendersobreundispositivodecontrol ampliamenteusadoenequipoindustrial. Elequiponecesarioconsistedelacomputadoraconlabview, tarjetadeadquisicion,servomotor,cablesyconectores.1 IntroduccionElobjetivodeestelaboratorioescombinarsistemasmecanicos,electricosyelusodelacom-putadoraconlanalidaddeconstruirunsistemamecatronicosimple. Seconstruirauninstru-mentovirtual paracontrolarunservomotor, usadocomunmentecomodispositivodehardwareindustrial. Entre las habilidades a desarrollar por parte del alumno estan la creatividad para usarlabviewconel nderealizardiferentestareasdeaplicacion. Enestapractica, cadaestudiantedeberaentenderlaformadeusarlabviewparacontrolarel servomotoryobservarqueexistendistintasformasdeefectuarlo.Unservomotoresbasicamenteundemotordecorrientedirecta,elcualtienelacapacidaddeubicarlaposiciondesuejeencualquierposicionangluardentrodeciertorangodeoperacion.Generalmenteconsistedeunmecanismoquemueveunejedesalida, medianteunarreglodecircuitosdeconexionyengranes. El control deunservomotorsedescribemedianteunase nalcuadradadevoltajelacualindicalaposicionangulardeleje. Elangulodeubicaciondelmotordependedeladuraciondelase nal enel nivel encendido. Sualimentacionestadadaportrescableslosqueseutilizanparaenergizarycontrolarelservomotor,conloscualesseproporcionaelvoltajedeenergizacionytierra,ademasdelcabledondesedalaentradadecontrol.Laposicionyel movimientodel ejedesalidaserealizaporunprocesollamadoPCM(pulsecodemodulation)modulacionporimpulsoscodicados. Esteprocesosereereamandarpulsosde cierta longitud correspondientes a las posiciones angulares del eje de salida. Los servomotoresse utilizan frecuentemente en sistemas de radiocontrol y en robotica, pero su uso no esta limitadoaestasaplicaciones.2 ProcedimientoPararealizarlapracticasesugierealalumnolossiguientespasos:Enelpanelfrontalcoloqueunbotonoswitchdedeencendidoparaelinstrumentovirtualdelsevomotormedianteuncontrol0/1. Coloque un instrumento de medicion en el panel frontal que muestre los datos del instrumentovirtual. Este servira como interfase de comunicacion con el sevomotor por medio de la modulacionporpulsoscodicados.Coloqueungracadordese nal enel panel frontal. Esteelementoseusaraparaobservarlospulsosquesonenviadosalservomotor. En el diagrama a bloques coloque un ciclo while con la nalidad de repetir la accion a realizarun cierto n umero de veces, dentro del cual se colocaran los demas elementos o bloques del sistema.Coloqueunbloquedese naldeondacuadradadentrodelciclowhile.Lafrecuenciayamplituddelase nal deondacuadradadebenserconstantes. Estasademasdelafrecuenciademuestreoseproporcionancomoentradaspormediodebloquesdeentradaconstantes. Esimportanteresaltarqueel valordelafrecuenciacorrespondientealaposiciondel ejedependedel motor. Por lotanto, debeser consideradadeantemanoparaefectuar laoperacionnecesaria. Tambienconecteel instrumentodemedicionquemuestralosdatosalaterminaldelciclodeoperacion.Coloqueunelementoqueenvelasalidahaciaunpuertodigital enel diagramaabloques.Conectelaterminal desalidadelase nal cuadradaalaterminal deentradadeformadeondadelpuertodigital.Ejecuteelprogramayrealicepruebasdelmovimientodelservomotor. Cambielafrecuenciayelciclodeoperacionyobservecomodichosparametrosafectanelmovimientoyposiciondelejedesalidadelservomotor.3 ExperimentacionyReporteIncluyaunaseccionenlaquesedescribancondetallelospasosefectuadospararealizarestapractica. Escriba sus anotaciones en una lista enumerando las dicultades que tuvo para comple-tar el procedimiento. Para vericar o validar el funcionamiento del codigo graco del instrumentovirtual,hagapruebascondatosespeccosycomparealashojasdeespecicaciondedatos.Respondacomoserelacionauncambioenfrecuenciaoenelvalordelciclodeoperacionalamodulacionporpulsoscodicados. Mencionealgunasdelasobservacionesquetuvoal realizarlaspruebas,ascomolosdetallesespeccosdelcomportamientodelmotor,i.e. movimientodeleje,posicionesdeinicioynalizacion.2
