Servocontrole
Por: Uiliam Ribeiro • 28/6/2016 • Artigo • 1.489 Palavras (6 Páginas) • 252 Visualizações
Modelagem de Leitor de Disco-Parte 2[pic 1]
Antônio Carlos Correa dos Santos 11270050
Isabele Pereira Gomes 10270057
Bibiana dos Santos Quintiliano 11270051
Marcos Vinícios Lemos da Silva 12270116
Resumo ⎯ O experimento visa dar continuidade ao projeto de engenharia de controle que tem como objetivo atender a uma necessidade real. Esse documento retrata o comportamento de estabilidade do sistema a partir da variação de uma constante e com valores de desempenho pré estabelecidos e retrata a analise do controle de posição da cabeça de um acionador disco, incluindo o efeito da montagem flexível
Palavras-chave ⎯ estabilidade, controle e posição
- Embasamento Teórico
Num sistema de controle de malha fechada a variação do sistema é devido ao controle com realimentação, que por sua vez é um sistema que estabelece a comparação entre a saída e a entrada de referência, como meio de controle.Sistema de controle por malha fechada tem a característica do sinal com erro atuante, que é a diferença entre os sinais de entrada e de realimentação, que pode ser o próprio sinal de saída ou um elemento externo que retorne a informação que se deseja controlar, de forma a minimizar ou até eliminar o erro do sistema.
Objetivo
Controlar um sistema de leitura de disco rígido através de um controle por malha fechada com um elemento externo adicionado a malha fechada como mostrado na figura acima.
Análise do Exercício
- Sistema de leitura com realimentação opcional de velocidade
Considerando a busca do desempenho do sistema conforme mostrado na figura 2, as funções de transferência mostrado nas figuras 3 e 4 e os valores de G1(s) e G2(s) mostrado na figura 5, encontre o(s) valor(es) de Ka para estabilidade, bem como as raízes jw sobre o eixo para chave aberta e chave fechada. Mostre o LR.
Após encontre os valores de Ka e K1 garantindo a estabilidade do sistema. Mostre a resposta no tempo considerando a entrada um degrau unitário, para três valores do conjunto Ka e K1 demonstrando comportamento de desempenho conforme desejado, instabilidade e oscilação (destacando os valores típicos encontrados em uma tabela e a comprovação com a curva no tempo).
[pic 2]
Figura 1- Sistema de acionamento de malha fechada com realimentação de velocidade.
[pic 3]
Figura 2: Desempenho desejado para o sistema.
[pic 4]
Figura 3: Função transferência com chave aberta.
[pic 5]
Figura4: Função transferência com chave aberta.
[pic 6]
Figura5: Valores de G1 e G2.
- O sistema de leitura do acionador de disco – uso de suspensão em forma de lâmina:
Para esta análise considere que lâmina para sustentar a montagem da cabeça leitora pode ser modelada por meio de uma mola e de uma massa, como mostrado na Figura 6, a modelagem matemática da massa-mola representada na figura 7 com o sistema mostrado na Figura 8, encontre a função de transferência e os valores [pic 7] considerando ζ = 0,3. Esboce o diagrama de Bode (magnitude e fase) e curva no tempo (comentando o desempenho) com o sistema em malha aberta e fechada, considerando três valores de K (80, 400 e 720). Mostre a banda passante para cada valor de K, estime o tempo de assentamento (e comprove na curva do tempo) considerando o critério de 2%.
[pic 8]
Figura 6: Modelo mola-massa, atrito do conjunto suporte-cabeça.
[pic 9]
Figura 7: Função de transferência de um sistema mola-massa-amortecedor.
[pic 10]
Figura 8: Controle de posição da cabeça de um acionador disco , incluindo o efeito da montagem flexível.
Resultados Obtidos
- Calcula-se as funções transferências e plota-se os gráficos na frequência com ajuda do MatLab.
- Passo 8.1
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
Root Locus do sistema
[pic 14]
Anexo disco8_1.m
No Root Locus vemos que o valor de estabilidade de Ka está próximo de 1970
Resolvendo por diagrama de Routh tem-se:
[pic 15] | [pic 16] | [pic 17] |
[pic 18] | [pic 19] | [pic 20] |
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[pic 23] | [pic 24] |
Sendo assim temos:
[pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
[pic 28]
Simulando o valor de limiar de estabilidade no MatLab temos uma senóide:
[pic 29]
Considerando os critérios da figura 2 e com o Ka de 33 (resultado obtido através de simulações simultâneas) temos o desempenho desejado
[pic 30]
Observe que nessa configuração o sinal já assentou mais de 95% de seu valor e não ultrapassa o overshoot de 2%
MATLAB:
clc
clearall
closeall
display('')
s = tf('s');
Ka = 33
G1 = 5000/(s + 1000)
G2 = 1/(s*(s + 20))
H1 = 1
...