Pràctica 2

Objectius:

Control de la posició d'una bola amb levitació aerodinàmica emprant com a sistema de control l'Arduino

Documentació

Activitats

Activitat 1

  • Fer el muntatge descrit en el document PID amb Arduino
  • Programar l'Arduino segons s'indica en el mateix document
  • Ajustar els valors del PID que donin un comportament estable
  • Emprant les eines de la pràctica 1, analitzeu quin és el valor de la tensió aplicada al ventilador que permet mantenir la bola en levitació i el tipus de soroll de la variable mesurada.

 

Activitat 2: ajust dels paràmetres del PID aplicant la tècnica del relé.

  • Canviar el controlador PID de la llibreria PIC.c per un control relé amb histèresis (veure el document implementació digital d'un PID)
  • Definiu com a valors de sortida del relé com i , a on és el valor de la tensió aplicada al ventilador que manté la bola en levitació; i com a ε la desviació estàndard del soroll de mesura.
  • Observeu la resposta i calculeu el valor i
  • Amb els valors calculeu els paràmetres del PI emprant la tècnica de Ziegle-Nichols i la tècnica de Pecharromán. Analitzeu els resultats obtinguts.

 

Activitat 3: modificació de la llibreria PID.

  • Descriviu el PID implementat a la llibreria PID.c
  • Modifiqueu el PID de forma que incorpori anti-windup, ponderació del set-point en l'acció proporcional, de la forma que es descriu el document implementació digital d'un PID.
  • Apliqueu el nou esquema al control de la posició de la bola, introduïu els resultats calculats a l'activitat 2, compareu i avalueu els resultats. Observeu els transitoris amb la targeta d'adquisició de dades.

 

Activitat 4: programació d'un diagrama d'estat per controlar el levitador tenint en compte diferents modes de funcionament.

  • Dissenyeu un model en diagrama d'estat que permeti seleccionar entre funcionament llaç obert o llaç tancat, i que en mode llaç tancat primer actuí un controlador tot o res (relé) fins que la bola leviti i desprès es permuti a un control PID.
  • Modifiqueu el muntatge per aconseguir introduir ordres externes al sistema de control, programeu la seqüència d'operació i avalueu els resultats.