© 2005 by Pearson Education Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc. 1. Computação reconfigurável 2. Implementação de controlador proporcional (P) 3. Implementação de um controlador PID CAPÍTULO 6
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Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.
1. Computação reconfigurável
2. Implementação de controlador proporcional (P)
3. Implementação de um controlador PID
CAPÍTULO 6
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• Sistemas reconfiguráveis são aqueles que, mediante a substituição de parte de seu software ou hardware, apresentam a característica de adaptar-se a tarefas específicas.
• Nesses sistemas, a mudança de uma ROM ou de um CD-ROM leva à reconfiguração de funções responsáveis por sua operação.
• Comparados aos sistemas de software reconfigurável, os sistemas de hardware reconfigurável apresentam maior potencial no que diz respeito à performance e à adaptabilidade.
• As aplicações direcionadas de computação reconfigurável ocorrem em diversas áreas, como:
– comunicação; controle; manipulação matemática; tolerância a falha;
criptografia.
1. Computação reconfigurável
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• A implementação de diferentes tipos de controlador aplicados a sistemas embarcados usando computação reconfigurável é prática típica na área de mecatrônica.
• Detecção de erros:
• Os sinais de entrada do bloco detector de erro são:
– Trajetória: sinal digital representativo de comando para o sistema de acionamento.
– Encoder: sinal digital proveniente de um transdutor de posição acoplado no eixo do motor.
2. Implementação de controlador proporcional (P)
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Diagrama de blocos – controle de um motor DC por meio de computação reconfigurável
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Exemplo de sinais de entrada usados na detecção de erro
Aceleração de um motor
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Exemplo de sinais de entrada usados na detecção de erro
Desaceleração de um motor
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Máquina de estados do bloco detector de erro
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• Uma alternativa para a implementação de equações de um PID digital é a utilização de bibliotecas construídas para manipulação algébrica em VHDL..
• A implementação de estratégias de controle em lógica reconfigurável apresenta relativa dificuldade se comparada com a implementação em lógica convencional.
• Na implementação de um controlador PID, as variáveis discretas de entrada e saída devem ser tratadas em blocos específicos (registros de erro e registros de saída).
3. Implementação de um controlador PID
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Implementação de um controlador PID digital em lógica reconfigurável
Diagrama de blocos do PID digital implementado
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Implementação em linguagem gráfica do diagrama de blocos
Implementação de um controlador PID digital em lógica reconfigurável
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Implementação em VHDL de equação do PID digital
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Simulação do controlador PID implementado