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Arquitectura basada en FPGA para la detección del consumo de energía en perfiles de movimiento parabólico y trapezoidal

Autores: Montalvo, Victor; Estévez-Bén, Adyr A.; Rodríguez-Reséndiz, Juvenal; Macias-Bobadilla, Gonzalo; Mendiola-Santíbañez, Jorge D.; Camarillo-Gómez, Karla A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Arquitectura basada en FPGA para la detección del consumo de energía en perfiles de movimiento parabólico y trapezoidal


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Diseño
Implementación
FPGA
Sistema de control de movimiento
Perfil de velocidad
Consumo de energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un sistema de control de movimiento basado en un Array de compuertas programable en campo (FPGA) escalable para motores de CC utilizando un perfil de velocidad parabólico para aplicaciones industriales. La implementación en este dispositivo permite obtener un sistema rápido, flexible y de bajo costo. El sistema se divide en control, comunicación y acoplamiento en bucle cerrado. El trabajo también aborda un análisis comparativo de los perfiles más utilizados, el trapezoidal y el parabólico. La comparación se realiza teniendo en cuenta el consumo de energía de ambos perfiles. Como consecuencia de la comparación realizada, el perfil de velocidad puede seleccionarse para reducir los costos de producción al ahorrar energía y reducir el desgaste de la maquinaria. Los modelos discretos de los perfiles de velocidad se obtienen a través de métodos numéricos que permiten que los bloques de control se implementen en un FPGA. Para reducir los costos de mantenimiento y el consumo de energía en mecanismos de servo, se muestra la derivación de la aceleración o jerk del motor. Se presenta una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) que permite monitorear la posición, velocidad y aceleración angular del eje del motor. Además, la interfaz desarrollada admite la modificación de parámetros de la posición final y la velocidad máxima en el motor. Se compara la corriente entregada, evaluando su disminución utilizando un perfil de velocidad parabólico. Finalmente, se ilustran los resultados experimentales.

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