Design of a lead compensator for a underdamped RLC circuit through LGR analysis for the modification of its characteristic times
DOI:
https://doi.org/10.61117/ipsumtec.v7i2.302Keywords:
RLC Circuit, Compensator, SystemAbstract
In this document, a lead compensator was designed and developed for a underdamped RLC circuit with the objective of improving its stability and transient response. The process included obtaining the transfer function of the circuit using the node method and Kirchhoff's Law, confirming its underdamped condition. Python was used to automatically calculate the values of the circuit components as well as the parameters of the step response.
The design of the compensator was carried out using the Root Locus Method (RLM) to determine the compensator values that would improve the system's response. Subsequently, the compensator was implemented first on a breadboard and then on a PCB, verifying its behavior with simulations in Proteus and Matlab, as well as with practical measurements.
As a result, greater stability, a faster and more controlled transient response, a significant reduction in overshoot, and an overall optimization of the system's performance were achieved.
Downloads
Metrics
References
Orlando, S. V., & Rosario, L. O. M. (2019). Diseño de un compensador en adelanto por medio del criterio de estabilidad de bode para controlar el desplazamiento de un motor de CD, Congreso internacional de ingeniería electrónica memoría electro, (41), 224-229. https://itchihuahua.mx/revista_electro/2019/CON-2_C.pdf
Thomas, N., & Poongodi, P. (2009, julio 1-3). Position Control of DC Motor Using Genetic Algorithm Based PID Controller. World Congress on Engineering 2009, 1, 1618-1622. http://iaeng.org/publication/WCE2009/WCE2009_pp1618-1622.pdf
El Amplificador Operacional – Electrónica Práctica Aplicada. (2023, 2 de diciembre). diarioelectronicohoy desde 2002 periódico técnico electrónica profesional. https://www.diarioelectronicohoy.com/blog/el-amplificador-operacional
La respuesta de un circuito RC a un voltaje de escalón (artículo) | Khan Academy. (2023, 2 de diciembre). Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-natural-and-forced-response/a/ee-rc-step-response#:~:text=Si%20el%20cambio%20es%20un,es%20una%20respuesta%20al%20escalón
Alexander, C. K. (2008). Fundamentals of electric circuits (4a ed.). McGraw-Hill.
Boylestad, R. L., & Nashelsky, L. (2003). Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. Pearson educación.
Floyd, T. L., Salas, R. N., González, L. M. O., & López, G. P. (2007). Principios de circuitos eléctricos. Pearson Educación.
Sadiku, M. (1999). Elementos de Electromagnetismo. Compaia Ed. Cont.
Floyd, T. L. (2002). Dispositivos Electronicos. Ed. Limusa S.A. C.V.
Introducción a los sistemas de control: conceptos, aplicaciones y simulación con MATLAB (1.a ed.). (2010). Pearson Educación, S.A. http://lcr.uns.edu.ar/fcr/images/Introduccion%20a%20Los%20Sistemas%20de%20Control.pdf
Bernardoni, R., & R D. Novodvoretz, O. (s. f.). Guía de estudio 8: Circuitos RLC serie. https://www.inet.edu.ar/wp-content/uploads/2020/07/ELECTRONICA_Gu--a08-Circuitos-RLC.pdf
Santos, C. o. V., & Echavarría, J. L. R. (2012). Fundamentos de circuitos eléctricos. Instituto Tecnológico Metropolitano.
Ornelas, F. (s. f.). Control analógico II Diseño y compensación de sistemas en el dominio de la frecuencia. Umich. https://dep.fie.umich.mx/~fornelas/data/uploads/pres_03_dc.pdf
Ogata, K. (2010). Ingeniería de control moderna. (5.a ed.). Pearson Educación, S. A. https://ingenierovizcaino.com/material/libros/sd/ingenieria-de-control-moderna-ogata-5ed.pdf
Quintero-Rojas, J., C. B., & Coronel, M. (2020). Diseño y construcción de un módulo de control analógico tipo adelanto-atraso como herramienta de aprendizaje en la teoría de control. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería, Universidad del Zulia, 43(3), 150-158. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=605766264006 DOI: https://doi.org/10.22209/rt.v43n3a05
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Hernández Sánchez César, González Playas Fidel, Lastre Domínguez Carlos Mauricio, Cruz Gómez Milton, Sosa Cruz Pablo Moisés
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
