Orientador : Alvaro Geraldo Badan Palhares

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Na primeira fase do trabalho projetou-se um sistema de controle de velocidade de motor CC pela técnica PLL-DUAL para obtenção de alto desempenho e precisão. Operando no modo PLL tem-se duas regiões de funcionamento; aquisição de freqüência e trancamento de fase. Na primeira região procura-se...

Resumo: Na primeira fase do trabalho projetou-se um sistema de controle de velocidade de motor CC pela técnica PLL-DUAL para obtenção de alto desempenho e precisão. Operando no modo PLL tem-se duas regiões de funcionamento; aquisição de freqüência e trancamento de fase. Na primeira região procura-se igualar a freqüência gerada no detetor
ótico (encoder), que mede a velocidade de motor, com a freqüência de referência (captura de freqüência). Na segunda região tendo-se as freqüências igualadas (freqüências tranca das) executa-se o controle de fase para suprir as perdas inerentes ao motor mais carga. O outro modo de operação do PLL/DUAL é o proporcional que é acionado toda vez que, através de uma perturbação, as freqüências se tornam muito distantes e aí o tempo de captura de freqüência será muito longo. Com isso o controle proporcional permite que se recupere a freqüência do encoder rapidamente, voltando-se novamente ao modo PLL através de uma chave acionada automaticamente, dependendo do valor do erro de velocidade (freqüência). Este projeto constou de: Levantamento de parâmetros de motor e do encoder, - Curvas características do detetor de fase, Análise de estabilidade do PLL na "região controle de fase" utilizando-seum modelo linear obtido através de valores médios, na
implementação analógica através do Lugar das Raizes (capitulo 2), e um modelo não linear na implementação digital através do critério frequencial de Popov (capitulo 6). - análise de estabilidade do PLL na "região captura de freqüência"}
cujo modelo é não linear, através do critério frequencial de Popov (capitulo 3). - projeto do controle Dual, ou seja, comutação do modo PLL para o modo proporcional e vice-versa (capitulo 4). Na segunda fase foi construido o sistema de controle
projetado, e obteve-se resultados para a comparação com os obtidos analiticamente na fase de projeto, bem como com os resultados obtidos num outro trabalho analitico realizado por Adelheid M Alvarez [10] que estuda a estabilidade com o enfoque de sistemas dinâmicos caóticos. As figuras 5.24, 5.25, 5.26 foram obtidas utilizando-se um Motor DC. As figuras 5.22, 5.23, 5.27, 5.28, 6.14, 6.15, 6.16 foram obtidas utilizando-seum computadoranalógicopara simular o motor DC

Abstract: The first part of the thesis describes the design of a system which controls the speed of a DC motor using a PLL-Dual. This design was chosen in order to achieve high precision and optimum performance. The PLL mode of operation makes it possible two working regions: frequency acquisition...

Abstract: The first part of the thesis describes the design of a system which controls the speed of a DC motor using a PLL-Dual. This design was chosen in order to achieve high precision and optimum performance. The PLL mode of operation makes it possible two working regions: frequency acquisition and phase locking. The former is obtained by making the frequency generated at the optical detector to be equal to the reference frequency. The latter, after obtaining the same frequencies, allows the phase control keeping the motor at desired 'speeds. Another way of operation using PLL/DUAL is the
proportional mode which is on every time frequencies become quite different (by means of some perturbation) and so the frequency capture time becomes too long. Thus, the proportional control allows quick recovery of the encoder frequency. Then it is possible to go back to the PLL mode using an automatic switch which depends on the speed error. The complete design consists of: -Determination of parameters of the motor and encoder and characteristic error of the phase detector. -Analysis of stability of the PLL in the phase control region using a linear model which was obtained with averaged values and employing an analog implementation using the Root Locus method (chapter 2) and, a non linear model with digital implementation employing the Popov criterion (chapter 6 ). -Analysis of stability of the PLL in the frequency capture region which is a non linear model, using the Popov criterion (chapter 3). -Design of the Dual control, i.e. switching from the PLL mode to the proportional mode and also in the opposite direction. The second part of the thesis describes the development and construction of the system. The results obtained were compared with analytical values of the first part as well as other results obtained in another stability study which considered chaotic dynamic systems [10]. Figures 5.24, 5.25 and 5.26 were obtained using a DC motor. Figures 5.22, 5.23, 5.27, 6.14, 6.15, 6.16 were obtained using an analog computer which simulated the DC motor