Otro criterio que se puede usar es 1/10 de la constante de tiempo del sistema. La constante de
tiempo de un sistema se define como el tiempo necesario para que la respuesta a un escalón
unitario alcance el 63% del valor final de la respuesta. Para un sistema que logra su valor final
a los 2 seg. se toma como periodo de muestreo T igual a
0.12 seg.
que es
1/10 de la
constante de tiempo del sistema.
Carlos A. Narváez V, 2008
Hardware
La fig. 8 muestra el prototipo desarrollado que consta de: Motor DC de escobillas 25 Voltios,
tacómetro, H-Bridge basado en el LMD18200 y fuente de poder 5VDC para la lógica TTL. La
alimentación de 25VDC para el motor se obtuvo de una fuente de poder variable de laboratorio.
El microcontrolador y el resto del circuito se implementó en un break-board separado.
Fig. 8
Prototipo Control Motores DC de escobillas
La fig. 9 muestra el diagrama esquemático utilizado en este trabajo. En el podemos observar
lo
siguiente: Se utiliza cuatro potenciómetros conectados a cuatro canales del convertidor
analógico digital del PIC18F452, los tres primeros representan los parámetros del controlador
digital (Kp, Ki y Kd) y el último establece la velocidad referencia o setpoint. Se utiliza una
pantalla LCD de 16X2 caracteres, comandada por dos interruptores (push-botton) los cuales
permiten desplegar información variada, uno de ellos despliega la información en sentido hacia
delante y el otro en reversa.
El LMD18200 ha sido configurado para ser utilizado en modo PWM signo-magnitud. La
dirección de giro se escogió de manera arbitraria, en este caso colocando el pin Dir a “1”
y el
freno (pin Brake) se deshabilitó colocando este pin a “0”.
La señal PWM se obtiene configurando el módulo CCP1 del microcontrolador
en modo PWM y
los pulsos generados por el tacómetro son realimentados al microcontrolador y contados
configurando el TIMER1 en modo contador. El microcontrolador trabaja a 10Mhz.
Carlos A. Narváez V, 2008
Tacómetro
Motor DC
Fuente Poder
+5VDC
Control LMD18200
Kp
22pf
10K
10nf
10Mhz
+5VDC
0.1uf
100
+5VDC
100
10K
7414
1
2
+5VDC
1K
LED
PIC18F452
8
9
10
1 2
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
3 1
1
13
2
3
4
5
6
7
33
34
35
36
37
38
39
40
32
11
RE0/RD
RE1/WR
RE2/CS
V S S
OSC2/CLKOUT
RC0/T1OSO/T1CKI
RC1/T1OSI
CCP1/RC2
RC3/SCK/SCL
RD0/PSP0
RD1/PSP1
RD2/PSP2
RD3/PSP3
RC4/SKI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC7/RX/DT
RD4/PSP4
RD5/PSP5
RD6/PSP6
RD7/PSP7
V S S
MCLR/VPP
OSC1/CLKIN
RA0
RA1
RA2
RA3
RA4/TOCKI
RA5/SS
INT0/RB0
INT1/RB1
INT2/RB2
CCP2/RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
VDD
VDD
100
+5VDC
A
-
+
MOTOR DC
1
2
10nf
.1uf
10K
10K
+5VDC
0.1uf
U4
LMD18200
1
2
3
4
5
6
10
11
7
8
9
B1
Out1
Dir
Brake
PWM
Vs
Out2
B2
Ground
Sense
TFO
+5VDC
VDD
LCD-Display
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
V S S
V C C
V E E
R S
R / W
E
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
D 7
.1uf
RPM
10K
+5VDC
+5VDC
0.1uf
100
Kd
4.7K
CNZ1021
Señal
10K
+5VDC
10K
Ki
0.1uf
25VDC
+5VDC
180
Fig. 9
Diagrama Esquemático del Sistema
Carlos A. Narváez V, 2008
Software
El Software fue escrito utilizando el compilador C de CCS inc. Los valores de los parámetros
del PID se obtienen a través de canales del convertidor analógico digital de 10bits. Estos
valores son puestos a formato q7, para que estén en un rango de 0 a 1. El rango de los
parámetros del PID se modifican, cambiando el valor de esta variable. Toda la aritmética se
