O Software

Ferramenta computacional para auxiliar na identificação do modelo dinâmico de um motor de corrente continua a partir da análise da curva de resposta transitória a uma entrada do tipo degrau.Desenvolvido em Python, é capaz de monitorar medidas em tempo real do motor e realizar as seguintes tarefas:

1. Aquisição de dados do motor em tempo real:
   • Velocidade
   • Corrente.
2. Análise detalhada da resposta transitória ao degrau;
3. Geração de arquivo de dados;
4. Identificação dos parametros do motor
5. Determinação da função de transferencia de velocidade do motor em primeira e segunda ordem;
6. Análise do erro entre as curvas de ensaio e identificada.

Aquisição de Dados

No software são demonstradas as curvas de aquisição de dados, em tempo real. Os gráficos de corrente e velocidade de rotação do motor em regime permanente são mostrados abaixo.

Análise de Dados

É oferecido ao usuário um gráfico detalhado, podendo ser analisado ponto a ponto paramelhor compreensão do ensaio realizado. Esse gráfico é feito utilizando a biblioteca plotly, e fornece uma ferramenta interessante para a análise do transitório.

Arquivo de Dados

Nessa etapa ocorre a gravação dos dados obtidos durante o ensaio. Utilizando a biblioteca pandas, é feito o armazenamento de dados em um arquivo .csv com data e horário do teste realizado.

Identificação dos parâmetros

A identificação dos parametros do motor é feita a partir da análise do regime transitorio a uma entrada ao degrau. Através do tempo de acomodação, tempo de subida e maximo sobressinal são obtidos os parametros de ganho CC, constante de tempo, coeficiente de amortecimento e frequencia natural não amortecida.

Determinação da função de transferência

Com a identificação dos parametros, é possivel montar a função de transferencia de primeira e segunda ordem utilizando a forma tipica.

Análise do Erro

A análise de erro é feita a partir do erro relativo entre o ensaio e o gráfico com os parametros identificados. As figuras abaixo apresentam o erro para o modelo de primeira e segunda ordem.

Primeira Ordem	Segunda Ordem

Circuito para Aquisição

Para realizar a aquisição de dados, é necessario a montagem de um circuito similar ao demonstrado na imagem.

No microcontrolador é ajustada uma variação da razão cíclica. Neste, a razão cíclica permanece em 0,6 até que seja acionado o push-button, em que a razão cíclica é aumentada para 0,7. Essa razão cíclica (sinal PWM) é aplicada no conversor CC-CC (LM298M), que aciona o motor CC. Um conversor A/D do ESP32 discretiza a medida efetuada pelo transdutor de corrente enquanto que a velocidade é obtida diretamente a partir de interrupções causadas pela variação do sinal digital proveniente do encoder.

É enviado ao computador os dados de velocidade, corrente e degrau através do cabo usb (comunicação serial) da seguinte forma:

velocidade;corrente;degrau

Instalação

Ao realizar o download do projeto, é necessário instalar o ambiente virtual e todos os pacotes utilizados no projeto. Para isso, basta executar no terminal os seguintes comandos:

1. pip install virtualenv
2. python -m virtualenv .env
3. .env\Scripts\Activate
4. pip install -r requirements.txt

Após isso, é preciso executar o arquivo monitor.py