Diseño e implementación de estructuras de control tradicional para el control de un motor de corriente continua mediante modulación por ancho de pulso y frecuencia de pulsos

Abstract

El objetivo de este trabajo es proponer dos métodos de control de la velocidad angular de un motor de corriente continua comercial: el control Proporcional-Integral-Derivativo (PID) y su variación I-PD. Además, se propone una modulación por ancho de pulsos (PWM) y por frecuencia de pulsos (PFM) para actuar sobre el motor.

A partir de los parámetros obtenidos del datasheet proporcionado por el fabricante, se realiza un modelado lineal convencional para obtener la función de transferencia del motor. A continuación, se efectúa el diseño del controlador I-PD de forma analítica y el diseño del controlador PID mediante los métodos de Ziegler-Nichols basados en la curva de reacción. Ambos controladores son simulados mediante Matlab y su entorno de programación visual Simulink, con elementos que acercan el resultado a la práctica.

Finalmente, se realiza la implementación práctica de éstos y la obtención de gráficas comparativas. Para ello, se emplea un microcontrolador basado en ARM y el lenguaje de programación C. Los datos son enviados para su representación gráfica a un ordenador mediante el periférico UART de la tarjeta microcontroladora y empleando el software Matlab.