LABORATORIO DE SISTEMAS DE CONTROL 2
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grupo de laboratorio

6 de octubre de 2007

INFORME FINAL 1 PARTE EXPERIMENTAL

2-PARTE EXPERIMENTAL:


La práctica se dividió en 2 partes, primero se comprobó el comportamiento de un sistema RLC críticamente amortiguado en lazo abierto, luego con los datos obtenidos se procedió a realimentar el sistema convirtiéndolo en uno de lazo cerrado.

Para empezar se procedió al cálculo de los valores teóricos para nuestro circuito, recurriendo a las ecuaciones conocidas:









Luego utilizando transformada de Laplace:

Ei(s) = LSI(s)+RI(s)+I(s)/CS

Eo(s) = I(s)/CS

Siendo la función de transferencia: Eo(s)/Ei(s) = 1/(LCS2+RCS+1)

Luego trabajando con el denominador de la función de transferencia e igualándolo a cero:

LCS2+RCS+1 = 0

S2+RS/L+1/LC = 0

Luego se sabe que para un sistema de segundo orden el denominador de la función de transferencia será:

S2 + 2xWnS + Wn2

Entonces se obtiene: x =





Como se desea un comportamiento críticamente amortiguado entonces: x = 1, además tomando el valor de L = 50mH y C = 0.1μF se obtiene un valor para la resistencia de 1414.214Ω.

Luego pasando a la simulación en MAT-LAB para obtener la respuesta al escalón:

r1=1414.214;

l1=50*10e-3;

c1=0.1*10e-6;

g11=tf(1,[l1 r1]);

g21=tf(1,[c1 0]);

ga1=feedback(series(g11,g21),1);

figure(2)

step(5*ga1)













Y simulando también en Multisim 8 para una onda cuadrada en la entrada:












Después de confirmar con las simulaciones la respuesta críticamente amortiguada que predecían los cálculos teóricos se procedió a la implementación del circuito, se utilizó un condensador de 0.08778 μF (0.1 μF de valor nominal) y una bobina de 51.18 mH (50 mH nominal) por lo que se tuvo que variar el valor de la resistencia necesaria 1311Ω con la final de obtener la mejor respuesta posible. Luego se pasó a la medición de los valores: Mp, tr, tp y ts para lo cual se disminuyó el valor del potenciómetro de 1311 a 380buscando la respuesta subamortiguada como en la figura:























Los valores obtenidos en el osciloscopio, en la simulación y los valores teóricos son:


Valores Teóricos

Valores Medidos

Valores Simulados

Mp (%)

41.63

42.35

41.6

tp (ms)

0.2306

0.22

0.228

ts2% (ms)

1.0526

1.05

0.987

tr (ms)

0.0912

0.08

0.0913

En la segunda parte de la experiencia se modifico el circuito para trabajar en lazo cerrado, para esto se agrego un sumador al circuito constituido por dos OPAM’s 741 trabajando como inversores como muestra el diagrama a continuación:














La señal en la salida es:














La simulación en MAT-LAB muestra la siguiente gráfica:

clc

close all

clear all

r1=1311;

l1=51.18*10e-3;

c1=0.08778*10e-6;

g11=tf(1,[l1 r1]);

g21=tf(1,[c1 0]);

ga1=feedback(series(g11,g21),1);

ga2=feedback(series(ga1,1),1);

figure(1)

step(5*ga1)

figure(2)

step(5*ga2)












Luego se siguió con la implementación del circuito obteniendo los valores de Mp, tr, tp y ts utilizando el osciloscopio:






































Valores Teóricos

Valores Medidos

Valores Simulados

Mp (%)

9.073

8.8

9.06

tp (ms)

0.191

0.2

0.19

ts2% (ms)

0.285

0.27

0.282

tr (ms)

0.091

0.088

0.089