Controlador PID En Procesador NIOS II
Andres Felipe Yanquén Niño
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Tunja, Boyacá - Colombia
Cristian Borda Rojas
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Tunja, Boyacá - Colombia
Resumen— En la práctica de laboratorio se realizó el diseño
de un controlador PID para el control de una planta de segundo
orden, para esto fue necesario la utilización de la herramienta
Simulink de Matlab para observar la respuesta de la planta y la
respuesta del controlador a un escalón; al contar con los diseños
de cada uno de estos se prosiguió con la implementación de la
planta por medio de amplificadores operacionales para
acondicionar la señal y generar la respuesta de segundo orden
con la ayuda de elementos pasivos como los capacitores e
implementar el procesador en FPGA a través de la herramienta
de NIOS II .
Abstract- In the laboratory practice the design of a PID
controller for the control of a second order plant was carried out,
for this it was necessary to use the Matlab Simulink tool to
observe the response of the plant and the response of the
controller to a step ; By having the designs of each of these, the
plant was implemented through operational amplifiers to
condition the signal and generate the second order response with
the help of passive elements such as capacitors and implement
the processor in FPGA to through the NIOS II tool.
I. INTRODUCCIÓN
La implementación de sistemas de control en el área de
electrónica es de vital importancia para todo tipo de procesos
que requieran un comportamiento deseado, aunque existen
diversos tipos de dispositivos que pueden ofrecer un sistema
de control como son los microcontroladores, Arduino,
PLC’s, entre otros, la gran mayoría de estos están limitados
por cada una de sus especificaciones dadas por el fabricante.
En el procesador NIOS II se tiene la facilidad de integrar
módulos periféricos según la aplicación que se requiera, por
esta razón es un dispositivo idóneo para la implementación
de sistemas de control dada su gran versatilidad, para este
laboratorio se utilizará en el control de una planta de segundo
orden, este control se realizará por medio de la lectura de
datos entregados por un conversor análogo digital (ADC) y
se entrega la señal de control por medio de un conversor
digital análogo (DAC), el funcionamiento del procesador
estará en medir los valores entregados por la planta y
entregar una señal controlada por medio de la ecuación
recursiva del controlador, cuya respuesta será simulada en la
herramienta Simulink de Matlab.
II. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
A. Diseño de la planta de Segundo Orden:
Para el diseño de la planta de segundo orden se asumieron
dos valores:
ξ
= 0.5
ωm=8000rad¿s
A continuación, se halla la ganancia estática:
k=3−2ξ=3−2
(
0.5
)
k=2
Con estos valores es posible desarrollar la función de
transferencia para un sistema de segundo orden:
G
(
s
)
=k w
n
2
s
2
+2ξ w
n
s+w
n
2
=128 x10
6
s
2
+8000 s+64 x10
6
