Control de posición de los ejes de la máquina
OBJETIVO: cerrar el lazo de controlde posición del motor que hayamos escogido Control de posición de los ejes de la máquina
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Como hablamos en el bloque anterior, existen muchos tipos de motores, y el control de los mismos se aborda en otras asignaturas del master. Mathworks también proporciona algunos ejemplos del diseño del control de diferentes tipos de accionamientos para sistemas mecatrónicos.
Una vez escogido el accionamiento, es necesario diseñar un sistema de control para poder mover el eje de la máquina a una posiciones articulares determinada. Intentaremos cerrar el lazo de control de posición (frecuentemente tipo PID) de manera intuitiva, por prueba y error, para cada uno de los ejes de la máquina, y con el actuador que hayamos desarrollado en el bloque anterior.
A modo de ejemplo, vamos a hacer esto con el complejo motor con lazo de corriente con el que trabajamos el bloque anterior. Para modelos más sencillos de motores DC es posible que esto ya lo tengas resuelto.
1) Necesitamos la realimentación de la posición del eje del motor, para cerrar el lazo contra la referencia con un regulador cualquiera. Podemos empezar con una simple ganancia, o meter un PID digital como el de la figura:
2) Para leer la posición (A) y velocidad (W) del eje necesitamos un sensor de posición, que en su versión más sencilla es el "Ideal Rotational Motion Sensor" de la librería de Simscape, con la interfase Rev-Rot que ya vimos en la fase anterior:
3) En cuanto solucionemos un eje, podemos simplemente agrupar todos los componentes en un subsistema, y copia-pegarlo pata utilizarlo en el resto de ejes de la máquina:
Ajustando los parámetros de control de posición, obtendremos respuestas (relación Entrada/Salida entra referencias y posiciones reales) como las de la siguiente figura.
Relación E/S del eje 1
Relación E/S del eje 2
En este caso se observan sobre-oscilaciones en ambos ejes: el robot sobrepasa la posición deseada y luego retrocede hasta ajustarse. Es un comportamiento no-deseable, que trataremos de corregir más adelante con un ajuste más fino de las ganancias del regulador.
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