A Análise de Resultados

3. Análise dos Resultados

3.1 Controle de Velocidade

O controle de velocidade tem diversas aplicações, entre elas, o sistema de controle aplicado às máquinas CNC utilizadas nos processos de usinagem.

No experimento, utilizando-se a bancada e aplicando o freio, obteve-se os dados de corrente (i) e rotação do motor (n) apresentados a baixo.

Tabela 1: Dados colhidos no experimento

Posição do Freio	Malha Aberta	Malha Fechada
Ganho = 1	Ganho = 10
n (rpm)	i(A)	n (rpm)	i(A)	n (rpm)	i(A)
0	1000	0,36	1000	0,34	1000	0,34
2	902	0,45	947	0,42	986	0,45
4	491	0,65	787	0,68	934	0,78
6	557	0,77	662	0,86	896	1,05

O controlador aplicado ao sistema utiliza-se de um ganho proporcional, entretanto, embora pouco eficiente, percebeu-se através dos resultados obtidos que quanto maior o ganho aplicado, menor a queda da velocidade de rotação do motor.

O sinal de realimentação da planta é gerado pelo sensor de velocidade (tacogerador), entretanto, o sinal deste equipamento é ruidoso, o que torna o erro também ruidoso. O sistema não sofre influência de tal ruído devido sua inércia, entretanto, sistemas com inércia reduzida podem ser influenciados.

Para combater tal efeito, é possível adicionar um capacitor ao sistema. Assim o sinal de erro é filtrado. Entretanto o comportamento do sistema é diretamente afetado, e a ocorrência de oscilações é percebida após a adição do capacitor na planta.

[pic 1]

Figura 1: Influência do capacitor. A esquerda, sinal ruidoso sem a presença de capacitor, a direita sinal filtrado.

3.2 Introdução ao PID

Controlador PID é um controlador proporcional, integral e derivativo, ou seja, é um controlador que executa tais operações matemáticas no sinal, a fim de controlar a planta a partir das características desejadas.

1. Derivação do Sinal de Erro

Como o próprio nome diz, a parte derivativa do PID consiste em derivar o sinal de erro. Para isso, um circuito envolvendo resistências, capacitores e amplificadores operacionais são montados. O sinal resultante da derivação é obtido a partir da equação a baixo, onde C é a capacitância, R a resistência e dV/dt a derivada do sinal em função do tempo.

       (Eq. 1)[pic 2]

Para comprovar a capacidade de derivação do PID, no experimento definiu-se uma entrada triangular com amplitude de 20 V (-10 V a 10 V) e frequência de 1 Hz. Assim, como consequência da derivação, esperava-se uma onda quadrada, a qual foi obtida, como ilustra a figura a seguir.