Elaboração de Relatórios

Obtenção de modelo experimental para motor ccLaboratório de Sistemas de Controle

Glaucia M. Bressan

Capa

Unidade em que estuda Título do relatório Identificação dos autores Turma e data Disciplina e professora

Sumário

Numerar seções e subseções Numerar páginas do texto Figuras e tabelas devem ser citadas no texto e

numeradas Gráficos com fundo branco Apêndice segue outra numeração diferente da

numeração das seções Bibliografia deve ser adicionada no final em

seção sem numeração

Relacionar títulos das seções para fácil acesso

Resumo

Apresentar o conteúdo do relatório em um só parágrafo sem numeração O que o relatório apresenta Técnicas utilizadas Exemplo

Este relatório apresenta os resultados obtidos para os parâmetros de um motor cc a partir da resposta a um degrau de tensão aplicado na armadura. Os diversos ensaios realizados para obter a resposta ao degrau, o ganho do amplificador de

potência, o ganho do tacogerador são descritos. O modelo para o motor cc encontrado bem como os gráficos para comparação

das resposta do modelo com a resposta experimental são apresentadas.

1. Introdução

Apresentar o conteúdo e organização do relatório Contextualizar o tema tratado introduzindo os

motores de cc, suas equações e o diagrama de bloco (entrada Va e saída w)

Relacionar os equipamentos e ferramentas utilizadas: multímetro digital, motor cc, osciloscópio digital, programas Origin,Matlab e Labview

1. Introdução (Cont.)

(3) )()()(

(2) )()(

(1) )()()()(

FtBtdt

dJtT

tiKtT

tKtidt

dLtiRtv

l

ate

eaaaaa

Figura 1: Representação do modelo linear completo para o motor CC.

Apresentar equações e diagrama de blocos do motor cc, p. exemplo:

2. Ensaios

2.1 Determinação de Ktg

Descrever o procedimento utilizado com um encoder óptico de 1024 linhas

vtg(t) = ktg* ω(t) Indicar tabela, gráfico e

valor obtido Figura 2: w versus Vtg para obter Ktg.

Obtenção de parâmetros do conjunto motor/tacogerador

Descrever os ensaios realizados

2. Ensaios (Cont.)

2.2 Obtenção do modelo do motor CC

Descrever o ensaio ao degrau realizado

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

50

100

150

Tempo (s)

w (r

ad/s

)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

1

2

3

4

5

Tempo (s)

Ia (A

)

Figura 3: Respostas ao degrau de velocidade (acima) e corrente (abaixo).

Obtenção via Labview de pontos da resposta w(t) do repouso ao regime para determinar a função de transferência do motor

Obtenção da resposta de corrente para visualizar a sua forma

2.3 Simulações das respostas

)10017381,0)(1014235,0(

7724,9)(2

sssG

1015128,0

7869,9)(1

ssG

Apresentar o diagrama, as respostas de velocidade e as funções de transferência: 1a. e 2a. ordem

Apresentar os polos do motor cc

Figura 5: Diagrama de simulação para os dois modelos.

Apresentar as respostas de velocidade a uma entrada degrau

Km

(s+p1)(s+p2)

segunda ordem

Km

(s+p1)

primeira ordem

w

To Workspace3

tempo

To Workspace1

Step

Sine Wave

RandomNumber

Clock

AVxx

1

0

0646,00417,4

0001,00104

2.3 Simulações (Cont.)

Representação espaço de estado (2a. ordem)

Resposta de velocidade

Experimental versus resposta do modelo obtido

Figura 6: Respostas de velocidade comparadas.

2. Ensaios (Cont.)

(5)

(4)

u

VK

VT

TV

ma

onm

2.4 Obtenção do ganho amplificador de potência

Indicar duty cicle:

Indicar diagrama do amplificador de potencia

Figura 4: Amplificador chopper PWM.

3. Conclusões

Comentar sobre os experimentos realizados

Discutir os resultados via função de transferência ou via resposta no tempo

Apêndice

Suportes explicativos e ilustrativos para consulta colocados antes das referencias bibliográficas

Informações não essenciais para compreensão dos experimentos, mas, complementares

Procedimentos Deduções teóricas Rotinas do Matlab

Apendice ADados ensaio tensão

% Preparação dos dados do ensaio de tensao do motor ELETROCRAFTclose all;clear allload matheusME.dat% tempo de amostragem(delta t): 1/3000t=(0:1/3000:(0.2-1/3000));% vetor corrente em Amperesi= matheusME(:,1)*3*2;% vetor velocidade em rad/s ktg = 0.153; vtg=matheusME(:,2)*2*(19.58/9.1);w = vtg/ktg;figure (1) subplot(3,1,1), plot(t,w)xlabel('Tempo(s)'); ylabel('w[rad/s]') subplot(3,1,3), plot(t,i); xlabel('Tempo(s)'); ylabel('I[A]')subplot(3,1,2), plot(t,vtg); xlabel('Tempo(s)');ylabel('Vtg[V]')t=t'; x=[t w]save dados.dat -ascii x

Apendice BUso da interface identclear all;close all;clc;load dados.dat; t = dados(:,1); % tempo (s)w = dados(:,2); % velocidade angular (rad/s) Ts = 1/3000 ; %taxa de amostragem%defining object: motormotor = iddata; motor.Tstart = 0;motor.Ts = Ts; motor.InputData = 12*ones(size(t));motor.OutputData = w;% chamar a interface gráfica ident% importar dados via objeto definido acima como 'motor'% escolher modelo de processos e executar o comando 'Estimate'% salvar a seção: motorid.sid % pode-se chamar a interface gráfica a partir de uma seção salva % aqui chamada 'motorid.sid' da seguinte forma: ident('motorid.sid')

Apendice CAnálise do ruído Pode-se estimar o ruído da saída do tacogerador a partir de uma análise

espectral do sinal medido. Selecionar um intervalo da saída após o transitório, seja t em [0.2s 0.4s], e calcular o valor médio do sinal no intervalo usando:

novosinal=sinal-mean(sinal); e obter a transformada de Fourier discreta do sinal subtraído da média usando L = size(t,1); NFFT = 2^nextpow2(L); %NFFT dá o número de pontos a ser usado para calcular a transformada de

Fourier discreta (fft) e nextpow2 dá a menor potencia de 2 que é maior ou igual a L usada para determinar o numero de pontos para calcular a DFT ;

y = fft(novosinal,NFFT); %O espectro de potência é dado por Pyy=y*conj(y)/NFFT; %Para plotar o espectro de potência do novosinal, obter o vetor de freqüências f = 1/ts*(0:NFFT/2-1)/NFFT;\% em que ts é o período de amostragem e usar o comando plot(f(1:NFFT/2),Pyy(1:NFFT/2) ,Pyy(1:NFFT/2)),'r-','LineWidth',2) %No espectro, obter a freqüência fundamental. Este sinal senoidal juntamente

com um sinal aleatório é o ruído a ser adicionado na saída do tacogerador: [m i]=max(Pyy); sinalruido=sin(2*pi*f(i))+sqrt(var(novosinal))*randn(L,1);

Referências bibliográficas

Relacionar no final do relatório as publicações consultadas para elaboração do relatório

Devem ser citadas no texto Sobrenome, iniciais do nome, título, volume,

editora, local, ano Exemplo: [1] Ogata, K., “Modern Control Engeneering,” Prentice-Hall

International, Inc. 2a. Edição, Englewood Cliffs, N.J., 1990.

Elaboração de Relatórios

Sistema de suspensão magnética

ResumoApresentação do relatório

O que o relatório apresenta Técnicas de medida

Este relatório tem por objetivo estudar o sistema de suspensão magnética caracterizando seus componentes. Os experimentos visam determinar características como ponto de equilíbrio do sistema, ganho do sensor de posição, resistência e indutância da bobina. Estes parâmetros compõem os modelos utilizados na análise do sistema e são indispensáveis para implementação de um sistema de controle eficiente.

1. Introdução

Introduzir o conteúdo e organização do relatório Contextualizar o assunto, em visão geral Introduzir as equações do sistema de

suspensão Equipamentos e componentes

Bobina, sensor óptico e emissor, sensores de posição e de corrente, computador e programas utilizados

2. Identificação dos parâmetros

2.1 Resistência da bobina usando um Ohmímetro

Figura 1: Ohmímetro.

Exibir o valor obtido e tabela

Descrever os ensaios realizados

2.2. Ganho do sensor de posição

Exibir resultado em função da posição da esfera

0,0060 0,0062 0,0064 0,0066 0,0068 0,0070 0,0072

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

V (

Vol

ts)

d (mm)

B Linear Fit of Data1_B

Figura 2: Curva característica do sensor de posição linearizada em torno do ponto de equilíbrio.

2.3 Indutância da bobina La

Figura 3: Circuito utilizado para a determinação

da indutância da bobina. (1)

RbobinaextR

La

Conhecendo t, Rext e Rbobina, determinar La e Vext/Rext

Indicar circuito utilizado para a determinação da indutância

2.4. Determinação de a, Lo, k1, k2

(3) )1(2

(2) '''

''''''

2

2

ioazo

amgLo

ieqieq

Zeqieqzeqieqa

Descrever procedimentos e equacionamentos utilizados e exibir tabelas, p. exemplo, as constantes a e L0 são obtidas a partir de:

2.5. Função de transferência em malha

aberta

Figura 4: Diagrama de simulação do sistema de suspensão magnética em malha aberta.

Exibir o diagramam função de transferência e os pólos

3. Conclusão

Discutir os resultados obtidos e tecer comentários sobre os experimentos

Apêndice AApresentar detalhes dos programas usados

Subrotina do Matlab - Obtenção da função de transferência do sistema linearizado e de seus pólos