herramienta rltool de matlab

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1 ¿En qué consiste la herramienta rltool de MatLab? http://lugardelasraicesenz.wikispaces.com/%C2%BFEn+qu%C3%A9+consiste+la+herramienta+rltool+de+MatLab%3F Editar 0 0 12… La herramienta de diseño interactivo rltool de MatLab proporciona una interfaz gráfica de usuario que puede utilizarse para: Analizar el lugar de las raíces para los sistemas de control LTI (lineal e invariante en el tiempo) SISO (entrada simple y salida simple). Especificar los parámetros de un compensador de realimentación: polos, ceros y ganancia. Examinar cómo cambiando los parámetros del compensador, cambia el lugar de las raíces y varias respuestas a lazo cerrado, como la respuesta al escalón unitario, respuesta al impul- so unitario, diagramas de Bode y/o Nyquist entre otros. Debajo se muestra un video que pretende ilustrar la utilidad de la herramienta en la cons- trucción de un controlador, también se facilita un breve tutorial de rltool. Tutorial rltool.pdf Para explicar mejor el uso de esta herramienta, seguiremos un ejemplo que involucra un servomecanismo electro-hidráulico, que esencialmente es un amplificador de potencia electro- hidráulico, controlado por una válvula piloto y un actuador. Estos servomecanismos son muy pequeños y se utilizan para controlar posición. En la figura, K(s) representa el compensador que deseamos diseñar. Este compensador puede ser tanto una ganancia como un sistema LTI. La planta Linealizando viene dada por: Para este ejemplo, queremos diseñar un controlador de forma tal que la respuesta al esca- lón a lazo cerrado cumpla con las siguientes especificaciones de diseño: El tiempo de establecimiento menor a 0,05 seg. El sobrevalor máximo menor al 5%. Para comenzar, desde el workspace de MatLab, introducimos el comando rltool, con el que abrimos una nueva ventana (puede cambiar según la versión del programa), en la que encon- tramos: Una barra de menú, entre los que encontramos, por ejemplo, una opción para impor- tar/exportar modelos y para editarlos.

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Page 1: Herramienta Rltool de MatLab

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¿En qué consiste la herramienta rltool de MatLab? http://lugardelasraicesenz.wikispaces.com/%C2%BFEn+qu%C3%A9+consiste+la+herramienta+rltool+de+MatLab%3F

Editar 0 0 12…

La herramienta de diseño interactivo rltool de MatLab proporciona una interfaz gráfica de

usuario que puede utilizarse para:

Analizar el lugar de las raíces para los sistemas de control LTI (lineal e invariante en el

tiempo) SISO (entrada simple y salida simple).

Especificar los parámetros de un compensador de realimentación: polos, ceros y ganancia.

Examinar cómo cambiando los parámetros del compensador, cambia el lugar de las raíces y

varias respuestas a lazo cerrado, como la respuesta al escalón unitario, respuesta al impul-

so unitario, diagramas de Bode y/o Nyquist entre otros.

Debajo se muestra un video que pretende ilustrar la utilidad de la herramienta en la cons-

trucción de un controlador, también se facilita un breve tutorial de rltool.

Tutorial rltool.pdf

Para explicar mejor el uso de esta herramienta, seguiremos un ejemplo que involucra un

servomecanismo electro-hidráulico, que esencialmente es un amplificador de potencia electro-

hidráulico, controlado por una válvula piloto y un actuador. Estos servomecanismos son muy

pequeños y se utilizan para controlar posición.

En la figura, K(s) representa el compensador que deseamos diseñar. Este compensador

puede ser tanto una ganancia como un sistema LTI. La planta Linealizando viene dada por:

Para este ejemplo, queremos diseñar un controlador de forma tal que la respuesta al esca-

lón a lazo cerrado cumpla con las siguientes especificaciones de diseño:

El tiempo de establecimiento menor a 0,05 seg.

El sobrevalor máximo menor al 5%.

Para comenzar, desde el workspace de MatLab, introducimos el comando rltool, con el que

abrimos una nueva ventana (puede cambiar según la versión del programa), en la que encon-

tramos:

Una barra de menú, entre los que encontramos, por ejemplo, una opción para impor-

tar/exportar modelos y para editarlos.

Page 2: Herramienta Rltool de MatLab

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Un gráfico de bloques que es la estructura

de realimentación que utilizaremos; si ha-

cemos clic sobre el bloque K, podemos ver

o editar el compensador, y sobre P, F o H

para ver las características de diseño del

modelo.

Un botón para cambiar entre realimentación

negativa y positiva.

Una descripción del compensador que con-

figuraremos. Por defecto toma el valor de

ganancia igual a 1 (K = 1).

Cuatro botones que utilizaremos para agre-

gar polos o ceros del compensador, borrar-

los o moverlos.

Un cuadro de texto para editar la ganancia

que modificará el lugar de los polos a bucle

cerrado.

Botones para editar los ejes.

Botones para modificar el zoom del gráfico.

Check boxes para abrir herramientas de

análisis de respuesta del sistema.

Una barra de status que provee información.

Una vez abierta la ventana, debemos importar el modelo del sistema para el que queremos

diseñar un compensador. Existen cuatro formas para importar un modelo LTI, y éstas son:

1. Cargar el modelo desde el workspace de MatLab, con el comando rltool(sys,comp), donde

sys es la función transferencia del sistema introducida como tal, y comp la del compensador

(opcional).

2. Cargar el modelo desde un archivo de extensión .mat de un disco.

3. Cargar bloques LTI SISO desde un diagrama de SIMULINK.

4. Crear los modelos utilizando tf, ss o zpk.

Para este ejemplo, importemos nuestro modelo del servomecanismo desde el workspace.

Para ello debemos previamente ingresar el modelo con la función tf o zpk y guardarla en una

variable, por ejemplo Gservo. Una vez cargado el modelo, lo podemos importar desde el menú

Import Model del menú File. En la ventana de importación que se desplegará encontraremos:

Un diagrama correspondiente a la estructura de realimentación que utilizaremos.

Un botón que conmuta entre las dos posibles estructuras de realimentación que hay confi-

guradas.

Una lista para seleccionar desde dónde se importará el modelo.

Una lista de sistemas LTI disponibles o bloques.

Un cuadro de texto para editar el nombre del diseño.

Tres botones con flechas para transferir el modelo seleccionado de la lista al componente de

diseño del modelo, ya sea P, F o H.

Tres cuadros de textos para los nombres de los componentes del diseño. Desde este recua-

dro podemos también definir funciones de transferencias para cada componente, utilizando

tf, ss o zpk.

Ya sea en cualquiera de las dos configuraciones, cada componente representa: F - prefiltro;

P - modelo de la planta; H - dinámica de la planta; K - compensador a diseñar. Siguiendo con

nuestro ejemplo, carguemos el modelo lineal en P, seleccionándolo desde la lista de workspace

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y luego haciendo un click sobre la flecha que señala a P, o simplemente tipeando en el cuadro

de texto Gservo (nombre de nuestro modelo). Luego de seleccionar OK, en la región de gráfico

de la ventana de diseño, aparecerá el gráfico del lugar de las raíces del modelo ingresado, Los

pequeños cuadros rojos sobre él corresponden a los polos a lazo cerrado correspondientes al

valor de la ganancia del compensador.

Veamos hasta qué valor de ganancia podemos aplicarle al compensador para que se mantenga

estable a lazo cerrado, es decir, hasta que los polos a lazo cerrado se mantengan en el semi-

plano izquierdo del plano complejo. Este límite lo podemos calcular de la siguiente forma:

1. Mover el puntero del mouse sobre un de los cuadrados rojos, donde aparecerá una mano en

lugar del puntero. Arrastrar dicho cuadrado hasta lo más cerca del eje imaginario. Observar

que el valor de la ganancia se va modificando.

2. Como no podemos saber si los polos se encuentran exactamente sobre el eje imaginario,

utilizar el zoom para acercarlos mejor. Una vez alcanzado el eje imaginario, quitar el zoom

con el botón de los binoculares.

3. Por último, verificar que la ganancia correspondiente para que los polos a lazo cerrado sean

imaginarios puros es aproximadamente 43,5 (ganancia crítica).

El valor de la ganancia podría haberse modificado directamente desde el recuadro corres-

pondiente a la ganancia del compensador, hasta que los polos a lazo cerrado se ubiquen sobre

el eje imaginario.

Antes de diseñar el compensador, quisiéramos conocer cómo se comporta el sistema a lazo

cerrado para un determinado valor de ganancia. Para ello, debemos seleccionar el check box

que aparece en la parte inferior de la ventana la opción del gráfico que no interesa conocer.

Para este ejemplo las especificaciones de diseño vienen dadas sobre la respuesta al escalón,

por lo que seleccionaremos dicha opción, que desplegará una ventana de LTIVIEWER. Si edi-

tamos el valor de la ganancia, por ejemplo 20, y presionamos ENTER, veremos como la res-

puesta al escalón de la ventana LTIVIEWER se modificó. Recordemos que en dicha ventana,

cuando hacemos clic sobre la figura con el botón derecho del mouse, podemos seleccionar que

nos muestre las características que necesitamos, en este caso el sobrevalor y el tiempo de

establecimiento. Podemos observar que en este caso por más que modifiquemos la ganancia,

las especificaciones nunca se alcanzan. Por lo que para que se cumplan debemos diseñar un

Page 4: Herramienta Rltool de MatLab

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compensador.

Para diseñar el compensador, debemos conocer dónde queremos que se ubiquen los polos a

lazo cerrado para que las especificaciones se cumplan. Por eso vamos a elegir del menú Tools,

la opción Add Grid/Boundary, que realizará rectas donde se especifiquen, en este caso le indi-

caremos el tiempo de establecimiento igual a 0,05 seg y el factor de amortiguamiento igual a

0.7. Una vez seleccionados dichos valores, veremos que en el gráfico aparecen las dos rectas

correspondientes a las características ingresadas. Ahora sabemos que para que se cumplan las

especificaciones de diseño, los polos dominantes del sistema a lazo cerrado deberán ubicarse

en la intersección de dichas rectas. Para ello, debemos ”mover” el lugar de las raíces agregan-

do polos y ceros al compensador. Para ello debemos proceder de alguna de las siguientes for-

mas:

Utilizando los botones de agregar, o quitar, polos o ceros: seleccionar el botón correspon-

diente, luego con el puntero del mouse indicar dónde se ubicará el polo y hacer un clic en

dicho lugar. Para nuestro ejemplo, ubiquemos un par de polos complejos conjugados por

debajo y a la derecha de los polos a lazo abierto. Agreguemos un par de ceros complejos

conjugados ”cerca” de los polos a lazo abierto. Observemos cómo se modificó el lugar de las

raíces. Si todavía no pasa por la intersección de las rectas correspondientes a las caracterís-

ticas de diseño, mover los polos y/o ceros. Una vez conseguido esto, modificar la ganancia

para que los polos a lazo cerrado se ubiquen donde queremos. Por último nos queda verifi-

car con la respuesta al escalón que se cumplen las especificaciones dadas.

Page 5: Herramienta Rltool de MatLab

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Utilizando el menú Edit compensator del menú Tools, o haciendo un clic sobre el compensa-

dor del gráfico de bloques de la derecha. Si ya realizamos el procedimiento anterior, sabe-

mos que los polos, ceros y ganancia del compensador se puede aproximar con

K = 9.7 Polos = - 110 ± 140 i Ceros = - 70 ± 270 i

Una vez encontrado el compensador que lleva a nuestro sistema a que cumpla con las espe-

cificaciones dadas, podemos guardar los parámetros desde el menú File, con la opción Export

podemos llevarlo a un disco, o al workspace de MatLab.

Ejemplo 1: Uso de la herramienta rltool para el análisis de un sistema definido en tiempo discreto.

Sea la función de transferencia de un sistema SISO en tiempo continuo:

G(s) = 2(s+5) / [(s+1)(s+2)^2(s+3)]

con tiempo de muestreo, T = 0.1 s

En un fichero de MatLab definimos los siguientes comandos con el fin de discretizar la función

y abrir rltool:

G = zpk([-5],[-1 -2 -2 -3],2)

T = 0.1;

Gz = c2d(G,T,'zoh')

rltool(Gz)

Al ejecutar aparecerá la siguiente ventana con el editor del lugar de las raíces. Con el co-

mando rlocus también podemos observar esta representación paramétrica.

Para obtener la respuesta del sistema en bucle cerrado ante una entrada escalón unitario,

pulsamos en el menú que se muestra:

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Entonces surge la siguiente ventana con dos gráficas, nos quedamos con una de ellas:

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A continuación se muestran los pasos para obtener los parámetros:

Sobreoscilación (Peak Reponse)

Tiempo de subida (Rise Time)

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Tiempo de establecimiento (Setting Time)

Valor en régimen permanente (Steady State)

A continuación cliqueamos en los puntos azules:

Con esto obtenemos la información necesaria:

Sobre oscilación (Peak Reponse) = 12%

Tiempo de subida (Rise Time) = 1.4s

Tiempo de establecimiento (Setting Time) = 4.6s

Valor en régimen permanente (Steady State) = 0.455 => erp = 1-0.455 = 0.545

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Para cambiar los criterios de Tiempo de establecimiento ( 2% por defecto ) y sobre oscila-

ción (del 10% al 90% por defecto ):

Si queremos obtener la frontera de tiempo de establecimiento, o sobre oscilación, sobre el

lugar de las raíces:

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Elegimos:

Tiempo de subida = 3s

Sobreoscilación = 15%

(Hemos de tener en cuenta que estas regiones sólo sirven como ayuda, son aproximaciones)

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Ejemplo 2: Uso de la herramienta rltool para el análisis de un sistema definido en

tiempo discreto.

MatLab nos ofrece la posibilidad de representar el lugar de las raíces del sistema que consi-

deremos en función de un controlador proporcional. Para ello, escribimos en la pantalla el co-

mando ''rltool''. Nos aparece una ventana en la que podemos ver el plano complejo. Si quere-

mos cargar nuestro sistema, pinchamos en: File — Import.

Particularizamos la planta y el sensor para nuestro caso:

>>sys = zpk([],[-2 -5],10)

>>sys1 = c2d(sys,0.1);

>>sys = tf(1);

>>sys2 = c2d(sys,0.1);

Apareciendo en pantalla el lugar de las raíces de nuestro sistema:

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Para ver mejor las características del lugar de las raíces en las cercanías del origen, hace-

mos un zoom en el entorno del origen pinchando en ''Mouse zoom'' y seleccionamos la región

que queramos aumentar:

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Antes de empezar a compensar añadiendo polos y/o ceros, es necesario determinar las ca-

racterísticas que tienen nuestro sistema y ver hasta donde puede llegar modificando simple-

mente la ganancia del controlador proporcional. Vamos a emplear el lugar de las raíces para

calcular las posibilidades del controlador proporcional. Como sabemos, la respuesta del siste-

ma depende de su construcción (ceros, polos, ganancia...). Cuando se trata de sistemas senci-

llos, los parámetros que definen su respuesta ante una entrada escalón tienen fácil solución,

de forma que se puede establecer una región restrictiva en el plano complejo en la que los

polos de bucle cerrado de nuestro sistema deberían estar para que el sistema cumpla con unos

determinados requisitos. Así, en función de la intersección de las ramas del lugar de las raíces

del sistema con las restricciones se podrá dilucidar si el controlador proporcional es válido para

cumplir las especificaciones de respuesta transitoria. Para ello, las ramas deberán tener al me-

nos un punto dentro de la zona válida. Matlab nos ofrece dicha posibilidad, aunque no en todos

los casos posibles. Veamos como se definen las especificaciones y sus correspondientes res-

tricciones en el plano complejo.

Para representar la restricción de la sobre

oscilación en Matlab, pinchamos en: Edit —

Root Locus — Design Constraints — New

Elegiremos la restricción de

������������ℎ��� y especificaremos que

debe ser menor del 20%.

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Cuando la restricción es el tiempo de establecimiento, pinchamos en: Edit — Root Locus —

Design Constraints — New, elegimos la opción de Setting time y le damos el valor impuesto

por las especificaciones, que en este caso será de 4 segundos

En la figura se puede ver tanto el lugar de las raíces del sistema como las franjas que esta-

blecen en el plano complejo las zonas en las que en un sistema deberían estar, aproximada-

mente, los polos complejos conjugados para que el sistema cumpliera con las especificaciones

de respuesta transitoria dadas. Como bien sabemos, el controlador proporcional no añade ni

polos ni ceros nuevos al sistema, así que no modifica la forma del lugar de las raíces ni tampo-

co mejora el error en régimen permanente. Su efecto se reduce a aumentar o disminuir la ga-

nancia, que a efectos del lugar de las raíces, consiste en desplazar los polos complejos conju-

gados, representados por los cursores cuadrados rosas, a lo largo de las ramas. Así pues, co-

mo el controlador proporcional no varía la posición de las ramas en el plano complejo, para

que el sistema sea compensable mediante un controlador proporcional debe existir al menos

una parte de las ramas en la zona válida, ya que si no fuera así, nunca con un controlador

proporcional podríamos situar los polos complejos conjugados en dicha zona. Si nos atenemos

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a la figura, observamos como afortunadamente una parte de las ramas están situadas dentro

de la zona válida, de forma que sí es posible la compensación utilizando un controlador propor-

cional.

En efecto, vemos que incluso sin utilizar el controlador proporcional el sistema debe cum-

plir, en principio, las especificaciones de la respuesta transitoria, ya que los cursores ya están

dentro de la zona admisible.

Para comprobarlo, representaremos la respuesta del sistema a la entrada escalón unitario.

Pinchamos en: Analysis — Response To Step Command. Nos aparecen en pantalla dos curvas,

una de color azul y otra de color verde. Solo nos interesa la azul, así que hacemos: Botón de-

recho ratón —Systems — Closed Loop: r to u (green). Si pinchamos en la pantalla con el botón

derecho nos sale una ventana con varias posibilidades. Nos fijamos en la opción Characteris-

tics. Vemos los parámetros de respuesta de pico, tiempo de establecimiento, tiempo de subida

y valor de estabilización.

En nuestro caso, solo nos interesa la sobreoscilación y el tiempo de establecimiento: Botón

derecho — Characteristics — Peak Response, Setting time. Matlab dibuja dos puntos sobre la

gráfica correspondientes al primer máximo de la salida y al primer punto que entra dentro de

la franja de estabilización. Las características de los puntos se obtienen situando el cursor del

ratón sobre el punto.

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Como se puede ver en el cuadro de la figura, tanto la sobre oscilación como el tiempo de

establecimiento cumplen sobradamente las especificaciones (aun sin utilizar ningún tipo de

controlador), por lo que si se puede afirmar con seguridad que con un controlador proporcional

se pueden satisfacer las especificaciones transitorias. Si pidieran, por ejemplo, mejorar el error

en régimen permanente, tendríamos que aumentar el tipo del sistema, pero esto ya no se

puede hacer con el controlador proporcional.

A modo de ejemplo, veremos como se introduce un controlador Pi en nuestro sistema. Ten-

deremos que añadir un cero y un polo al sistema. En Matlab, para añadir polos y ceros pin-

chamos en: Compensators — Edit — C. Nos aparece en pantalla una ventana tal que:

En la figura aparece tanto la ganancia, en inglés ����, como dos recuadros en los que poder

añadir ceros y polos, reales o complejos, mediante los botones ′′�����������′′... Particulari-

zamos al controlador PI y colocamos un polo en � = 1 y un cero, por ejemplo, en � = 0.8.

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El nuevo lugar de las raíces es:

Podemos ver en la figura como los polos de bucle cerrado están fuera de la zona que en un

principio cumple las especificaciones, así que es de esperar que ahora nuestro sistema no

cumpla las especificaciones. Para comprobarlo, volvemos a ver la respuesta a entrada escalón:

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Sin embargo, aunque los polos estén fuera de la zona válida, vemos como el lugar de las

raíces sí que pasa por ella. Así pues, movemos los polos hacia dicha zona pinchando en el cur-

sor rosa y arrastrándolo y comprobamos nuestra hipótesis viendo la respuesta del sistema a la

entrada escalón:

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En efecto, moviendo los polos (modificando la ganancia del controlador), hemos conseguido

alcanzar las especificaciones.

¿QUÉ ES RLTOOL? Rltool es una herramienta de MATLAB que proporciona una interfaz gráfica de usuario para

el análisis del lugar de las raíces de sistemas SISO. Es solo una parte de la herramienta SISO

Design Tool de MATLAB.

Rltool proporciona una forma rápida, fácil y útil de diseñar controladores, y ver su influencia

en el lugar de las raíces dibujado sobre el plano complejo. Con rltool podemos añadir, mover y

eliminar los polos y los ceros del controlador de forma rápida, cambiar su ganancia y ver los

resultados de forma inmediata en la nueva localización de los polos del sistema en bucle cerra-

do. Además rlttol puede dibujar la respuesta del sistema en relación al estímulo de entrada

proporcionado, de manera que podemos verificar la "bondad" de nuestro sistema controlado.

¿COMO ARRANCO RLTOOL?

Rltool puede ser invocado con una gran variedad de parámetros. Escribiendo "help rltool" en

el prompt de MATLAB podemos ver las posibles opciones:

rltool(PLANTA), siendo la planta un modelo lineal de un sistema creado con zpk, tf o ss.

rltool(PLANTA,CONTROLADOR), siendo el controlador el modelo lineal de un sistema de con-

trol para la planta en bucle cerrado.

Existen más opciones pero no se suelen utilizar. Para más información consultar la ayuda de

MATLAB.

Page 20: Herramienta Rltool de MatLab

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USOS

Analizar el lugar de las raíces para los sistemas de control LTI (lineal e invariante en el

tiempo) SISO (entrada simple y salida simple).

Especificar los parámetros de un compensador de realimentación: polos, ceros y ganancia.

Examinar cómo cambiando los parámetros del compensador, cambia el lugar de las raíces y

varias respuestas a lazo cerrado, como la respuesta al escalón unitario, respuesta al impul-

so unitario, diagramas de Bode y/o Nyquist entre otros.

TUTORIAL. Paso a paso

P1) Abra MATLAB

P2) Usaremos el siguiente sistema de segundo orden:

G(s)=1s(s+2)

Crea este sistema en MATLAB, usando o bien ′��′�′���′:

>> s = tf('s');

>> G = 1/(s*(s+2));

ó

>> G = zpk([], [0 -2], 1);

P3) Ahora abre Rltool e importa el sistema:

>> rltool(G);

Verás la interfaz mostrada más abajo.

P4) La gráfica del lugar de las raíces tienes las aspas en el lugar de los polos del sistema en

bucle abierto (� = 0�� = −2) y cuadrados en el lugar de los polos en bucle cerrado con el con-

trolador actual.

P5) Si seleccionas �������−> ��������������� podrás ver el controlador C(s) inicial que

proporciona rltool, que es una simple ganancia de 1, lo que emplaza los dos polos del sistema

en 1.

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Podemos cambiar la ganancia, modificando este valor. Cámbialo a 0.5, pulsa ����� y ob-

serva el cambio en la localización de los polos en bucle cerrado.

P6) Puede cambiar el valor de la ganancia desplazando los cuadrados rosas, que corresponden

con los polos en bucle cerrado. Observe que la ganancia cambia automáticamente en la pesta-

ña de "�����������������".

P7) Ahora eche un vistazo a la barra de herramientas sobre la gráfica del lugar de las raíces:

Esta barra le permite añadir o borrar polos o ceros del controlador, de forma gráfica y di-

recta sobre el lugar de las raíces. También puede usar botones para ampliar o reducir la vista.

P8) Vamos a añadir un cero en � = −4. Haga clic en el botón del círculo, después haga clic en

algún lugar del eje real para posicionar el cero. Ahora haga clic y arrastre el cero a � = −4.

Fíjese en la barra de mensajes situada abajo, que le informa de donde está específicamente el

cero insertado.

El lugar de las raíces ahora quedará de la siguiente forma:

P9) Aparte, esto ha cambiado nuestro controlador de "������������"(�)�"������������ −

����������"(��). Fíjese en el efecto que tiene el añadir un cero: ha movido el lugar de las raí-

ces más aún a la parte izquierda del eje imaginario, por lo que, en general, el sistema tendrá

Page 22: Herramienta Rltool de MatLab

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una mejor respuesta en estado transitorio (mejor amortiguamiento, menor tiempo de estable-

cimiento, etc.), y está por lo general mas alejado de la inestabilidad (el semiplano positivo del

lugar de las raíces).

P10) También puedes añadir polos y ceros haciendo clic derecho en la gráfica:

Clic derecho y "�������/����"−> "��������"�����á����ℎ���� − 5. Observe el efecto que

ocasiona el añadir un polo. El lugar de las raíces se ha desplazado hacia el semiplano derecho,

y por lo tanto se ha acercado a la inestabilidad.

Nos muestra que el control integral empeora el rendimiento de la respuesta transitoria, pero

mejora el estado estacionario, algo que no se puede observar directamente en el lugar de las

raíces.

P11) Haciendo clic derecho también puede superponer sobre la gráfica requisitos de diseño

(������������������), lo que muestra zonas que cumplen determinadas características.

Haga ���������ℎ�−> "������������������"−> "���. . . "���"���������������������" se-

leccione entre:

"�����������", que determina el máximo tiempo de establecimiento en segundos.

"������������ℎ���", que determina el máximo porcentaje sobre el valor final de sobreosci-

lación.

"������������", que determina el mínimo coeficiente de amortiguamiento.

"����������������", que determina la frecuencia natural.

"����������������", que le permite delimitar una región específica del plano s.

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P12) Vamos a añadir la condición de que el coeficiente de amortiguamiento sea mayor que

0.707. Eligiendo en el paso 11 la opción "������������". Y una frecuencia natural de al menos

2, seleccionando "����������������". Ahora el lugar de las raíces nos quedará de la siguiente

forma:

Como podemos observar, las especificaciones no se cumplen para ninguna ganancia (aun-

que movamos los cuadrados rosas).

P13) Vamos a borrar el polo que añadimos en el paso 10 (por lo que volveremos a tener un

controlador PD). Cliquee en el icono de la goma de la barra de herramientas, después haga clic

en el polo situado en � = −5.

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Ahora nuestro controlador cumple las especificaciones si desplazamos la ganancia hasta

lograr posicionar los polos en la "���������" (pintada de blanco). Si observamos la ganancia

en la otra ventana, observamos que debe ser al menos 4.

P14) Podemos ratificarlo viendo la respuesta ante entrada escalón. Para esto nos vamos a

"��������"−> "���������������������", lo que desplegará una ventana de ������� con la

gráfica de la respuesta del sistema completo ante un "����".

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Haciendo clic sobre la gráfica podemos seleccionar que nos muestre el tiempo de subida,

tiempo de establecimiento, sobre oscilación y valor final. (���������ℎ�−> "�ℎ�������������").

Si mantenemos marcada la casilla "���� − ����������" se mostrarán los cambios en la

respuesta de forma simultánea conforme se modifican los parámetros del controlador en rltool.

CONCLUSIÓN

Rltool es una herramienta muy útil para aplicar técnicas de diseño del lugar de las raíces.

Tiene muchas mas opciones, como ���������������, que es capaz de generar automática-

mente un controlador para la planta especificada, se puede cambiar el diseño de la arquitectu-

ra del sistema, e incluso importar bloques de Filtro, Control, y Sensor definidos en Matlab.

Se muestra la dirección para un archivo de video explicando el funcionamiento de rltool.

http://www.youtube.com/watch?v=F0-T_VbdSd8&feature=player_embedded