Simulação e controle de um LEVMAG numa plataforma gráfica de desenvolvimento (LabVIEW)
| dc.contributor.advisor | Campo, Alexandre Brincalepe | |
| dc.contributor.author | Rech, Evandro | |
| dc.date.accessioned | 2017-10-03T22:38:09Z | |
| dc.date.available | 2017-10-03T22:38:09Z | |
| dc.date.issued | 13/03/2013 | |
| dc.description.abstract | Este trabalho apresenta as etapas e critérios adotados para a construção e simulação de um regulador linear quadrático (RLQ) para um LEVMAG (Levitador Magnético) no programa LabVIEWTM, assim como sua posterior utilização em um microcontrolador. LEVMAGs se aplicam em situações em que é necessária a eliminação do atrito por contato, das quais se podem citar os motores com mancal magnético e trens LEVMAG de alta velocidade. A instabilidade em malha aberta e as não linearidades presentes neste tipo de planta possibilitam o estudo de uma série de técnicas de controle e sua discretização para uso em microcontroladores. O protótipo LEVMAG construído para este trabalho possui uma estrutura simples, a qual pode ser reproduzida para estudo em outros trabalhos. A etapa potência constitui-se de um circuito de acionamento chaveado, controlado por PWM (Modulação por largura de pulso — Pulse- Width Modulation). A medição dos sinais de posição e corrente elétrica do LEVMAG é feita por sensores de efeito hall dedicados para cada função. A malha de controle é fechada através da placa EK-LM3S8962, a qual possibilita a programação de um microcontrolador através da linguagem gráfica do LabVIEWTM. O modelo matemático do LEVMAG é obtido, linearizado e parametrizado para a construção do controlador RLQ, a qual é feita de forma iterativa. Os critérios fixos de projeto do controlador são o limite de operação do circuito de acionamento e resposta sem sobressinal. Para avaliação do controlador, utilizam-se as funções não lineares que descrevem o LEVMAG e elaboram-se blocos configuráveis para sua simulação no módulo Control Design and Simulation do LabVIEWTM. O simulador é desenvolvido para utilizar o mesmo algoritmo de controle a ser embarcado na placa EK-LM3S8962, dessa forma os recursos da simulação serão os mesmos do ensaio prático. Nas simulações avalia-se a resposta transitória do sistema ao variar a posição de referência. No ensaio prático também se analisa a resposta transitória para validação das simulações realizadas. Os resultados obtidos demonstram que ainda há pequenas diferenças entre a operação no simulador e a prática, entretanto há informações na simulação suficientes para avaliar como será a operação do LEVMAG na prática, como sua faixa efetiva de controle. Ao final do trabalho, apontam-se diversas possibilidades de trabalhos futuros, envolvendo modificações físicas da planta, co-simulação entre os programas MultisimTM e LabVIEWTM, utilização de circuitos de acionamento integrados e avaliação de outras técnicas de controle. | pt_BR |
| dc.description.abstract2 | This work presents the steps and criteria adopted for the construction and simulation of a linear quadratic regulator (LQR) for a MAGLEV (Magnetic Levitator) in the software LabVIEW TM, as well as its subsequent use in a microcontroller. MAGLEVs are applied in situations where it is necessary to eliminate the contact friction, of whichwe can cite the motors with magnetic bearings and MAGLEV high speed trains. Theopen loop instability and non-linearity presents in this kind of plant allow the study of a series of control techniques and its discretization for use in microcontrollers. The MAGLEV prototype built for this work has a simple structure, which can be reproduced for study elsewhere. The output stage consists of a switched-mode drive, controlled by PWM (Pulse Width Modulation). The position and electrical current signals in the MAGLEV are measured by hall effect sensors dedicated for each function. The control loop is closed through the EK-LM3S8962 board, which allows programming a microcontroller through the LabVIEWTM graphical language. The MAGLEV mathematical model is obtained, linearized and parameterized for the construction of the LQR controller, which is performed in an iterative mode. The fixed criteria for the controller design are the operating limit of the drive circuit and response without overshoot. To evaluate the controller, is used the nonlinear function that describe the MAGLEV andare elaborated configurable blocks for its simulation in the toolkit Control Design and Simulation of LabVIEW TM. The simulator is designed to use the same control algorithm to be embedded in the EK-LM3S8962 board, so the features of the simulation will be the same as the practical test. In the simulation is evaluated the transient response of the system when varying the reference position. In the practical test is also analyzed the transient response for validation of the simulations. The obtained results demonstrate that there are still minor differences between the operation in the simulator and in the practice, however there is sufficient information in the simulation to evaluate the operation of the MAGLEV in practice, as its effective range of control. At the end of the work, are described several possibilities for future works, involving physical modifications in the plant, co-simulation between the software MultisimTM and LabVIEWTM, use of integrated drive circuits and evaluation of other control techniques. | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.bibliographicCitation | Rech, Evandro. Simulação e controle de um LEVMAG numa plataforma gráfica de desenvolvimento (LabVIEW). Orientador: Dr. Alexandre Brincalepe Campo. 70 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Automação e Controle de Processos) - Instituto Federal de São Paulo, IFSP, São Paulo, 2013. Versão eletrônica. | |
| dc.identifier.uri | http://repo.ifsp.edu.br/123456789/71 | |
| dc.identifier2.lattes | 6023511184706365 | |
| dc.publisher | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) | |
| dc.publisher.campi | SÃO PAULO | |
| dc.publisher.program | Mestrado Profissional em Automação e Controle de Processos | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject.keywords | Levitação magnética | |
| dc.subject.keywords | EK-LM3S8962 | |
| dc.subject.keywords | LabVIEW | |
| dc.subject.keywords | Simulação de sistemas | |
| dc.subject.keywords | Regulador linear quadrático | |
| dc.title | Simulação e controle de um LEVMAG numa plataforma gráfica de desenvolvimento (LabVIEW) | pt_BR |
| dc.title.alternative | Simulation and control of a LEVMAG on a graphical development platform (LabVIEW) | |
| dc.type | Teses e Dissertações |