Diseño e implementación de diferentes controladores en un levitador magnético para rechazo de perturbaciones de posición
En el marco de la Maestría en Ingeniería del Instituto Balseiro, se implementaron controladores diseñados con diferentes técnicas de control para el rechazo de perturbaciones del tipo vibratorias en un levitador magnético. La motivación de realizar este levitador y atenuar perturbaciones del tipo vi...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2024
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1277/1/Castelao_Caruana.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En el marco de la Maestría en Ingeniería del Instituto Balseiro, se implementaron controladores diseñados con diferentes técnicas de control para el rechazo de perturbaciones del tipo vibratorias en un levitador magnético. La motivación de realizar este levitador y atenuar perturbaciones del tipo vibratorias radica en los cojinetes magnéticos activos de máquinas rotantes. Este levitador trata de captar la dinámica de un cojinete magnético sometidos a cargas axiales, para luego ensayar diferentes algoritmos de control que atenúen esta vibración.
Como primera etapa se debió diseñar al Levitador en su conjunto, definiendo estructuras, actuador, perturbación, sensores de posición y corriente, placas amplificadoras, y acondicionamiento de señales, placa de control, etcétera.
Como segunda etapa, se caracterizaron e identificaron los distintos parámetros que definen la dinámica del sistema. A partir de estos parámetros, se realizó un modelo matemático del mismo, que permitió diseñar y ensayar los diferentes algoritmos de control a implementar.
En una tercera etapa del trabajo, se estudiaron distintos controladores capaces de rechazar perturbaciones del tipo vibratoria en el elemento levitado. A partir de esta investigación se diseñaron e implementaron distintas técnicas de control al sistema Levitador Magnético. Las técnicas de control implementadas fueron: control clásico, control repetitivo, control moderno con estimador MIMO, control moderno con filtro de Kalman para perturbación de frecuencia fija y filtro de Kalman para perturbación de frecuencia variable.
Por último, se estudió la performance de los controladores implementados para la atenuación de la perturbación introducida al elemento levitado. Para el estudio de la performance, se calculó el espectro de potencia de la señal de posición del elemento levitado, la desviación estándar de la señal posición y la energía contenida (a través del teorema de Parseval) en la señal de posición con respecto a la posición media. |
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