2. El puntaje que se otorgará no depende de la cantidad o longitud de la respuesta, sino exclusivamente de su capacidad de análisis.

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE MECATRÓNICA

ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN MECATRÓNICA

Trabajo Preparatorio 1

TEMA: SERVO MODULAR – ACONDICIONAMIENTO

NRC: 1945

Realizado por:

MASABANDA PAUCAR CRISTHIAN ESTEBAN

Fecha de entrega: 24 de abril de 2017

Sangolquí-Ecuador

Tema:

SERVO MODULAR – ACONDICIONAMIENTO

1. Consultar sobre:

1. Servo Motores

Servo Motores

Definición

Un servomotor es un motor de corriente continua con la capacidad de ser controlado en posición. Tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de un determinado rango que generalmente es 180°,  y mantenerse en dicha posición.

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Ilustración 1: Diferentes tipos de Servo Motores

Parte de un Servo Motor

Los servo motores están compuestos de 4 elementos fundamentales:

• Motor de corriente continua: elemento que brinda la movilidad al servo.
• Engranajes reductores: tren de engranes que se encarga en reducir la alta velocidad de giro y aumentar su capacidad de torque.
• Sensor de desplazamiento: suele ser un potenciómetro colocado en el eje de salida para conocer la posición angular.
• Circuito de control: Es una placa electrónica que implementa una estrategia de control de la posición por realimentación.

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Ilustración 2: Partes de un Servo Motor

1. Tipos de control de posición/velocidad

Existen algunos controladores nombraremos los más importantes:

• Controlador de acción proporcional P: En estos controladores la señal de accionamiento es proporcional a la señal de error del sistema. La Señal de error es la obtenida en la salida del comparador entre la señal de referencia y la señal realimentada. Es el más sencillo de los distintos tipos de control y consiste en amplificar la señal de error antes de aplicarla a la planta o proceso.
• Controlador de acción integral I: En los reguladores el valor de la acción de control es proporcional a la integral de la señal de error, por lo que en este tipo de control la acción varía en función de la desviación de la salida y del tiempo en el que se mantiene esta desviación.
• Controlador de acción proporcional e integral PI: En realidad no existen controladores que actúen únicamente con acción integral, siempre actúan en combinación con reguladores de una acción proporcional, complementándose los dos tipos de reguladores, primero entra en acción el regulador proporcional (instantáneamente) mientras que el integral actúa durante un intervalo de tiempo.
• Controlador de acción proporcional y derivativo PD: En los controladores diferenciales, al ser la derivada de una constante igual a cero, el control derivativo no ejerce ningún efecto, siendo únicamente práctico en aquellos casos en los que la señal de error varía en el tiempo de forma continua.

1. Control de tiempo óptimo

Control de tiempo óptimo

Definición

El control óptimo es una rama del control moderno relacionada con el diseño de controladores para sistemas dinámicos con el fin de minimizar una función de medición que se denomina índice de desempeño o costo del sistema.

Su objetivo principal, es determinar las señales de control que causan a un proceso el satisfacer las restricciones físicas que se tengas y asimismo minimizar o maximizar según sea el caso cierto criterio de desempeño deseado.

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Ilustración 3: Diagrama de flujo de un control en tiempo óptimo.

Un problema de control de tiempo óptimo se puede representar matemáticamente en las siguientes partes:

• La descripción del proceso a controlar
• La descripción de las restricciones físicas
• La descripción del objetivo buscado.
• La descripción de algún criterio para describir el desempeño óptimo.

1. Realizar:

1. Identificar los sensores utilizados para la planta y su respectivo acondicionamiento

El servo modular utiliza un sensor principal el cual está encargado de sensar el comportamiento a la salida del servo. La planta por lo tanto utiliza un encoder absoluto y un sensor óptico (TCTS 1130).

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Ilustración 4: Diagrama de un Encoder Óptico

Para el acondicionamiento de nuestro sensor óptico se utilizara un amplificador operacional en configuración comparador.

Los comparadores son circuitos no lineales que, como su nombre indica, sirven para comparar dos señales (una de las cuales generalmente es una tensión de referencia) y determinar cuál de ellas es mayor o menor. La tensión de salida tiene dos estados (binaria) y se comporta como un convertidor analógico-digital de 1 bit.

Su utilización en las aplicaciones de generación de señal, detección, modulación de señal, etc, es muy importante y constituye un bloque analógico básico en muchos circuitos. La función del comparador es comparar dos tensiones obteniéndose como resultado una tensión alta o baja.

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