Aplicación del regulador lineal cuadrático óptimo al control de velocidad de un motor generador DC

Abstract

En este proyecto se desarrolló un controlador de velocidad para un motor generador. A partir del estudio de la teoría de control optimo enfocada en el regulador lineal cuadrático óptimo. Fue necesario diseñar un controlador PI y un regulador lineal cuadrático óptimo para comparar el desempeño de cada controlador. El objetivo del proyecto fue aplicar el regulador lineal cuadrático óptimo a un motor generador que se encuentran en el laboratorio de control de la universidad Pontificia Bolivariana seccional Bucaramanga, con el propósito de controlar su velocidad. Para aplicar este controlador fue necesario hacer un modelado de la planta para obtener la función de transferencia, luego adquirir la señal proveniente de la planta mediante el taco generador hacia una tarjeta de adquisición de datos donde se captura y aplica el regulador lineal cuadrático óptimo. Posteriormente se genera una señal de voltaje que corresponde a la acción de control la cual va hacia la entrada del motor generador. De esta manera se controla la velocidad del motor generador. Mediante el software de la tarjeta de adquisición de datos se adquirieron generaron y convirtieron las señales correspondientes para aplicarlas, al motor generador logrando controlar su velocidad además de presentar ventajas en el tiempo de respuesta y disminución de error en estado estacionario de la variable a controlar.

In this project, a speed controller for motor generator was developed. From the study of optimal control theory focused on the optimal linear quadratic regulator. It was necessary to design a PI controller and an optimal linear quadratic regulator to compare the performance of each other. The project’s objective was to apply the optimal linear quadratic regulator to a motor generator in the control laboratory of the University Pontificia Bolivariana from Bucaramanga. In order to control its speed, to apply this controller it was necessary modeling the transfer function plant, then acquire the signal from the motor generator with a tachometer where an acquisition device is used and therefore it is captured and is put into practice the optimal linear quadratic regulator. Then a voltage signal corresponding to the control action which goes to the input of the generator motor is developed. In this way the speed of the motor generator is controlled. Using software acquisition device is acquired generated and converted the corresponding signals for application, the motor generator managing to control its speed besides there are advantages in response time and reduction of steady-state error for the controlled variable.