Control sense sensors d'un motor basat en Dspic

Abstract

Aquest projecte està destinat a generar un nou material docent per poder realitzar les pràctiques de laboratori de l’assignatura Enginyeria de Control, del Departament ESAII, ja que habitualment els sistemes físics sobre els quals s’implementen i s’experimenten diverses tècniques de control solen ser sistemes electrònics. Per tant, la idea principal ha estat crear una maqueta amb components mecànics i components electrònics, per a que l’usuari pugui interactuar fàcilment amb la planta i pugui observar el seu comportament de forma visual i ràpida. El control de velocitat del motor DC d’imants permanents s’ha creat amb una tècnica de control sense sensors, la qual permet l’estalvi de l’encoder i del sensor de corrent, però enlloc d’això, és necessari generar un software el qual conté diverses tasques que funcionen en temps real i els seus instants d’execució es basen en les interrupcions habilitades. El microcontrolador utilitzat és de la família dsPIC33F, el qual disposa de suficients mòduls hardware i suficients pins d’entrades i sortides per a la correcta implementació. Algunes de les tècniques de control modern que es van aprendre en el laboratori d’Enginyeria de Control, com ara la realimentació d’estats amb tracking integral i observador d’ordre complet o la realimentació d’estats amb tracking integral i observador d’ordre reduït, són les que s’han utilitzat en aquest projecte. Evidentment, abans de generar el software per a la implementació dels controls en la maqueta real, ha estat necessari un estudi previ amb càlculs i simulacions, per tal de calcular coeficients i paràmetres, i també per tal de poder comprovar el correcte funcionament de cada tipus de control utilitzat. Una placa de potència, que s’ha dissenyat i fabricant en una de les fases d’aquest projecte, és l’element intermedi entre la placa de desenvolupament EasyLab i el Motor DC, el qual porta incorporat un reductor i un encoder incremental. L’electrònica de potència d’aquesta placa està basada en el circuit integrat L293NE, un diode 1N4007 i una sèrie de condensadors. Per facilitar la interacció amb el funcionament del software i la visualització en temps real de les senyals principals relacionades amb la maqueta real, s’ha generat una interfície gràfica la qual permet fer certes accions, visualitzar alarmes i veure de forma ordenada i intuïtiva les senyals principals que intervenen en el funcionament del control.