Control PID

CONTROL PID.

En la figura 1 se muestra el esquema básico del Control PID.

Figura 1. Control PID.

El control PID combina tres acciones:

·         Proporcional (P)

·         Integral (I)

·         Derivativo (D)

A continuación se presenta la fórmula 1  para el controlador PID continuo.

Fórmula 1. Fórmula para el controlador PID.

En la figura 2 se muestra la gráfica de las acciones del control PID.

Figura 2. Gráfica de las acciones del control PID.

Este tipo de control es suficiente para muchos problemas de Control. Más del 95% de los lazos de control utilizan el PID, este tipo de control tiene algunas funciones importantes las cuales son:

·         Utiliza la realimentación para rechazar las perturbaciones.

·         Elimina el error estacionario con la acción integral.

·         Puede anticiparse debido a la acción derivativa.

A continuación se dará una breve descripción de los parámetros que integran el control PID.

La ganancia proporcional (Kp).

Es la constante de proporcionalidad en la acción de control proporcional.

Una Kp pequeña implica una acción proporcional pequeña, por el contrario una Kp grande implica una acción proporcional grande.

La acción proporcional produce una señal de control proporcional a la señal de error.

Sus principales características son:

·         Simple.

·         Fácil de sintonizar (un solo parámetro).

·         Puede reducir, pero no eliminar, el error en estado estacionario.

Constante de tiempo integral (Ti).

El tiempo requerido para que la acción integral contribuya a la salida del controlador en una cantidad igual a la acción proporcional.

Una Ti pequeña implica una acción integral grande por el contrario una Ti grande implica una acción integral pequeña.

La acción integral proporciona una corrección para compensar las perturbaciones y mantener la variable controlada en el punto de consigna.

Sus principales características son:

·         Elimina errores estacionarios.

·         Más del 90% de los lazos de control utilizan la acción integral.

·         Puede inestabilizar al sistema si Ti, disminuye mucho.

Constante de tiempo derivativa (Td).

El tiempo requerido para que la acción proporcional contribuya a la salida del control en una cantidad igual a la acción derivativa.

Una Td pequeña implica una acción derivativa pequeña en cambio una Td grande implica una acción derivativa grande.

La acción derivativa anticipa el efecto de la acción proporcional para estabilizar más rápidamente la variable controlada después de cualquier perturbación.

En la tabla 1 se muestran las reglas heurísticas de ajuste.

Tabla 1. Reglas Heurísticas.

Tarjeta de Control

A continuación se presenta el video en el cual se da una breve explicación de nuestra tarjeta de control, la cual utilizaremos para controlar nuestro robot.

Resumen acerca de los Orígenes y Definiciones Importantes de la Robótica

En el dar click sobre la siguiente imagen tendrás acceso a un resumen acerca de los:
*ANTECEDENTES HISTÓRICOS
*ORIGEN Y DESARROLLO DE LA ROBÓTICA
*DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN DEL ROBOT
  -DEFINICIÓN DEL ROBOT INDUSTRIAL
  -CLASIFICACIÓN DEL ROBOT INDUSTRIAL
  -ROBOTS DE SERVICIO Y TELEOPERADOS

El sueño de todo Mecatrónico....... Tal vez algún día

Aquí les dejo uno de mis videos favoritos, espero y lo disfruten al igual que yo......

Filtro FIFO y Filtro LIFO

FILTRO FIFO

El filtro FIFO (First In-First Out) se usa comúnmente en electrónica para almacenaje y circuitos de control de flujo, que es desde  hardware hasta software. En forma de hardware un FIFO consiste básicamente en un conjunto de punteros de lectura y escritura, almacenamiento y lógica de control.

 El almacenamiento puede ser SRAM , flip-flops, latches o cualquier otra forma adecuada de almacenamiento. Para FIFOs de un tamaño no trivial una SRAM de doble puerto se utiliza generalmente en un puerto se utiliza para la escritura y el otro se utiliza para la lectura.

Un FIFO sincrónico es un FIFO cuando se utilice el mismo reloj para la lectura y la escritura. Un FIFO asincrónico usa relojes diferentes para la lectura y la escritura. 

Ejemplos de indicadores de estado FIFO son: llenos, vacíos, casi lleno, casi vacío, etc ..

El primer FIFO conocido fue aplicado en la electrónica  por Peter Alfke en 1969 en Fairchild Semiconductors. Alfke Peter es ahora Director de Xilinx .

FIFO lleno / vacío

En el hardware FIFO se usa para propósitos de sincronización. A menudo es implementado como una cola circular , y por lo tanto tiene dos punteros:

1.      El puntero de lectura / Leer Registro de Dirección

2.      Puntero de Escritura / Registro de Dirección

Leer y escribir las direcciones son inicialmente tanto en la primera ubicación de memoria y la cola FIFO está Vacía.

FIFO vacía

Cuando se lee el registro de dirección llega a escribir la dirección del registro, la cola FIFO dispara la señal de vacío.

FIFO FULL

Cuando escriba la dirección del registro alcanza a leer el registro de direcciones, el FIFO dispara la señal LLENO.

FILTRO LIFO

El filtro LIFO (Last In - First Out) es el opuesto de un filtro FIFO, la diferencia se encuentra  en que en el filtro FIFO el primero en entrar es el primero en salir y en el filtro LIFO el último en entrar es el primero en salir.

Esta es la diferencia principal entre estos dos tipos de filtros.

Una estructura de tipo LIFO se puede ejemplificar mediante el siguiente ejemplo:

*En una pila de sillas, la silla que fue colocada en último lugar, es también la primera en ser retirada de la parte superior.

En la figura 1 se ejemplifica claramente la diferencia entre un filtro FIFO y un filtro LIFO.

Figura 1. Muestra la diferencia entre estos dos filtros.

Problemas en la Cinemática de un Robot

La cinemática del robot estudia el movimiento del mismo con respecto a un sistema de referencia.

Existen dos problemas fundamentales para resolver la cinemática del robot:

• El problema cinematico directo, el cual consiste en determinar cual es la posición y orientación del extremo final del robot, con respecto a un sistema de coordenadas que se toma como referencia, conocidos los valores de las articulaciones y los parámetros geométricos de los elementos del robot.
• El problema cinematico inverso resuelve la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación del extremo conocidas.

En la siguiente tabla se muestra lo que se necesita para la cinemática directa y lo que se necesita para la cinemática inversa.

Denavit y Hartenberg propusieron un método sistemático para descubrir y representar la geometría espacial de los elementos de una cadena cinemática, y en particular de un robot, con respecto a un sistema de referencia fijo. Este método utiliza una matriz de transformación homogénea para descubrir la relación espacial entre dos elementos rígidos adyacentes, reduciéndose el problema cinematico directo a encontrar una matriz de transformación homogénea 4 X 4 que relacione la localización espacial del robot con respecto al sistema de coordenadas de su base.

Más inf. en:http://proton.ucting.udg.mx/robotica/r166/r91/r91.htm

Linealidad de un Sensor.

La linealidad expresa el grado de coincidencia entre la curva de calibración y una línea recta determinada.


A continuación se menciona 5 métodos para linealizar un sensor:

• Linealidad independiente: la línea de referencia se define por el método de mínimos cuadrados. De esta forma, el máximo error positivo y el mínimo error negativo son iguales. Es la forma de especificación que suele dar "mejor" calidad.
  
  
• Linealidad ajustada al cero: la recta se define también por el método de los mínimos cuadrados, pero con la restricción adicional de pasar por cero.
  
  
• Linealidad terminal: la recta se define por la salida sin entrada (o la menor del margen de medida) y la salida teórica máxima, correspondiente a la mayor entrada admitida.
  
  
• Linealidad a través de los extremos: la recta se define mediante la salida real cuando la entrada es la menor del alcance especificado, y la salida real cuando la entrada es la máxima del alcance especificado.
  
  
• Linealidad teórica: la recta es la definida por las previsiones teóricas formuladas al diseñar el sensor.

En la figura 1 se representan estas distintas rectas para un sensor con una curva de calibración dada. Resulta, pues, que la linealidad expresa hasta qué punto es constante la sensibilidad del sensor, pero para que un sensor sea válido no es condición indispensable que sea lineal. El interés de la linealidad está en que la conversión lectura-valor medido es más fácil si la sensibilidad es constante, pues entonces basta multiplicar la indicación de salida por un factor constante para conocer el valor de la entrada. Además, en instrumentos lineales la no linealidad equivale a la inexactitud.


Actualmente, con la posibilidad de incorporar un microprocesador en los sistemas de medida, interesa más la repetibilidad que la linealidad, pues siempre es posible crear una tabla conteniendo los valores de entrada que correspondan a los valores de salida detectados. Mediante una interpolación adecuada, es posible reducir el tamaño de dicha tabla.

Fig.1. Rectas de referencia tomadas para definir la linealidad. a: mínimos cuadrados; b: mínimos cuadrados ajustada al cero; c: terminal; d: a través de los extremos; e:teórica.

Más inf. en:http://html.rincondelvago.com/sensores-y-acondicionadores-de-senal.html