Control adaptativo ciclo a ciclo de relés electromecánicos

Abstract

[Resumen] El uso de relés y contactores electromecánicos está ampliamente extendido debido a sus ventajas económicas y en prestaciones. Sin embargo, estos dispositivos sufren de fuertes colisiones en los extremos de sus carreras de movimiento, provocando rebotes, vibraciones, desgaste prematuro y ruido acústico. Ante la necesidad de mitigar estos efectos, proponemos una estructura de control adaptativo ciclo a ciclo con el objetivo de conseguir trayectorias con aterrizaje suave. La estructura de control incluye un término de prealimentación, el cual traduce la trayectoria de posición deseada en una trayectoria de corriente; un seguidor de corriente; y un lazo externo para reducir los errores de modelado o perturbaciones que afectan al desempeño del término de prealimentación. Al no ser viable técnica y económicamente realimentar la posición del elemento móvil a controlar y sus derivadas, la realimentación del bucle externo se basa en una señal de audio, la cual está relacionada con la velocidad de impacto. Los experimentos demuestran la eficacia de la propuesta.

[Abstract] The widespread use of electromechanical relays and contactors is due to their economic and service advantages. However, these devices suffer from strong collisions at the ends of their motion strokes, causing bounce, vibration, premature wear and acoustic noise. Given the need to mitigate these effects, we propose a cycle-by-cycle adaptive control structure with the objetive of achieving soft landing trajectories. The control structure includes a feedforward controller, which translates the desired position trajectory into a current trajectory; a current-tracking controller; and an external loop to reduce modeling errors or disturbances that affect the performance of the feedforward controller. Since it is not technically and economically feasible to feedback the position of the moving element to be controlled and its derivatives, the external loop feedback is based on an audio signal, which is related to the impact velocity. The experiments demonstrate the effectiveness of the proposal.