Elaboração de Relatórios Obtenção de modelo experimental para motor cc

1. Elaboração de RelatóriosObtenção de modelo experimental para motor cc Laboratório de Sistemas de Controle Glaucia M. Bressan

2. Capa • Unidade em que estuda • Título do relatório • Identificação dos autores • Turma e data • Disciplina e professora

3. Sumário Relacionar títulos das seções para fácil acesso • 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

4. 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.

5. 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

6. 1. Introdução (Cont.) Apresentar equações e diagrama de blocos do motor cc, p. exemplo: Figura 1: Representação do modelo linear completo para o motor CC.

7. 2. Ensaios Obtenção de parâmetros do conjunto motor/tacogerador Descrever os ensaios realizados • 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.

8. 2. Ensaios (Cont.) • 2.2 Obtenção do modelo do motor CC Descrever o ensaio ao degrau realizado 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 Figura 3: Respostas ao degrau de velocidade (acima) e corrente (abaixo).

9. 2.3 Simulações das respostas Apresentar as respostas de velocidade a uma entrada degrau • 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.

10. 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.

11. 2. Ensaios (Cont.) • 2.4 Obtenção do ganho amplificador de potência • Indicar duty cicle: • Indicar diagrama do amplificador de potencia Figura 4: Amplificador chopper PWM.

12. 3. Conclusões • Comentar sobre os experimentos realizados • Discutir os resultados via função de transferência ou via resposta no tempo

13. 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

14. Apendice ADados ensaio tensão % Preparação dos dados do ensaio de tensao do motor ELETROCRAFT close all;clear all load matheusME.dat % tempo de amostragem(delta t): 1/3000 t=(0:1/3000:(0.2-1/3000)); % vetor corrente em Amperes i= 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

15. Apendice BUso da interface ident clear 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: motor motor = 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')

16. 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);

17. 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.

18. Elaboração de RelatóriosSistema de suspensão magnética

19. Resumo Apresentação 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.

20. 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

21. 2. Identificação dos parâmetros Descrever os ensaios realizados • 2.1 Resistência da bobina usando um Ohmímetro Figura 1: Ohmímetro. • Exibir o valor obtido e tabela

22. 2.2. Ganho do sensor de posição Exibir resultado em função da posição da esfera Figura 2: Curva característica do sensor de posição linearizada em torno do ponto de equilíbrio.

23. 2.3 Indutância da bobina La Indicar circuito utilizado para a determinação da indutância Figura 3: Circuito utilizado para a determinação da indutância da bobina. Conhecendo t, Rext e Rbobina, determinar La e Vext/Rext

24. 2.4. Determinação de a, Lo, k1, k2 Descrever procedimentos e equacionamentos utilizados e exibir tabelas, p. exemplo, as constantes a e L0 são obtidas a partir de:

25. 2.5. Função de transferência em malha aberta Exibir o diagramam função de transferência e os pólos Figura 4: Diagrama de simulação do sistema de suspensão magnética em malha aberta.

26. 3. Conclusão Discutir os resultados obtidos e tecer comentários sobre os experimentos Apêndice A Apresentar detalhes dos programas usados • Subrotina do Matlab - Obtenção da função de transferência do sistema linearizado e de seus pólos