Um motor DC é usado como atuador para gerar movimento de rotação ou translação. O documento descreve os parâmetros físicos de um motor DC e sua função de transferência. O objetivo é projetar controladores PID para atender aos requisitos de tempo de acomodação menor que 40ms, overshoot menor que 16% e sem erro permanente.

1. Trabalho 01 - Controle da Posi¸˜o de um Motor DC
ca
Um atuador comum em sistemas de controle ´ um motor DC. Este sistema ´ capaz de gerar
e e
movimento em rota¸˜o e se acoplado a outros sistemas mecˆnicos como rodas, cabos e polias pode
ca a
proporcionar movimento de transla¸˜o. O circuito el´trico e o diagrama de corpo livre de um rotor
ca e
s˜o mostrados na figura abaixo:
a
Os valores dos parˆmetros f´
a ısicos NOMINAIS s˜o:
a
• Momento de In´rcia do Rotor (J) = 3.2284 ×10−6 kg.m2 /s2
e
• Raz˜o de Amortecimento do Sistema Mecˆnico (b) = 3.5077 ×10−6 Nm/s
a a
• Constante de For¸a Eletromotiva (K=Ke=Kt) = 0.0274 Nm/Amp
c
• Resistencia El´trica (R) = 4 ohm
e
• Indutˆncia El´trica (L) = 2.57 ×10−6 H
a e
• Entrada (V): Fonte de Voltagem
• Sa´ (θ) = Posi¸˜o do rotor
ıda ca
A fun¸˜o de transferˆncia entre a entrada e a sa´ deste sistema ´
ca e ıda e
θ K
= (1)
V s ((Js + b) (Ls + R) + K 2 )
Requisitos de Projeto
Para uma entrada de degrau unit´ria de referˆncia, o sistema deve ter:
a e
• Tempo de acomoda¸˜o menor que 40 mili-segundos
ca
• Overshoot menor que 16 %
• Nenhum Erro de regime permanente
Objetivos do Trabalho
Projetar sistemas de controle PID de forma a atender os requisitos de projeto, verificar se os
requisitos podem ser atendidos por controladores P e PI. Descrever as etapas de desenvolvimento
do controlador, comparar o sistema em malha aberta e o sistema em malha fechada. Comparar o
desempenho do controlador. Desenvolver o digrama de blocos utilizando o simulink. Os valores
dos parˆmetros f´
a ısicos NOMINAIS devem ser substitu´ ıdos pelos dados fornecidos a cada aluno.
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