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Modelagem, projeto, simulação e implementação de um controlador digital aplicado a uma estação de solda com temperatura variável

This Course Conclusion Work the Modeling, Design, Simulation, and Implementation of a Digital Controller Applied to a Soldering Station with Variable Temperature are proposed. Considering that one of the main parameters in soldering components on printed circuit boards is the temperature of the mate...

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Autor principal: Pawelski, Lucas
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2024
Assuntos:
Controladores PID
Controle de temperatura
Solda e soldagem
PID controllers
Temperature control
Solder and soldering
CNPQ::ENGENHARIAS
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34002
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id riut-1-34002
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spelling riut-1-340022024-07-17T06:09:26Z Modelagem, projeto, simulação e implementação de um controlador digital aplicado a uma estação de solda com temperatura variável Modeling, design, simulation and implementation of a digital controller applied to a soldering station with variable temperature Pawelski, Lucas Rossini, Flávio Luiz Brolin, Leandro Castilho Martinez, Roberto Wilhelm Krauss Rossini, Flávio Luiz Controladores PID Controle de temperatura Solda e soldagem PID controllers Temperature control Solder and soldering CNPQ::ENGENHARIAS This Course Conclusion Work the Modeling, Design, Simulation, and Implementation of a Digital Controller Applied to a Soldering Station with Variable Temperature are proposed. Considering that one of the main parameters in soldering components on printed circuit boards is the temperature of the material to be melted. In this context, precise control of the temperature of the tool used for soldering becomes attractive. This work was developed in the following manner: (i) mathematical modeling of the soldering station; (ii) Design of the digital temperature controller; (iii) Simulation of the system in open loop; (iv) Physical implementation of the control system; (v) Analysis of simulated and experimental results; and (vi) Validation of the control system. Through this document, the behavior of the soldering station was observed through modeling, design, and simulation. During the practical development stage of the system, efforts were made to meet the project’s performance specifications. Challenges were encountered between theory and practical implementation, such as nonlinearities and problems with control system saturation, resulting in wind-up of the control action. The results were better for the proposed control system that used a PID controller, compared to On-Off methods and the open-loop response of the system, with a 163 % improvement in the stabilization time parameter and virtually zero steady-state error. Neste Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) propõe-se a Modelagem, Projeto, Simulação e Implementação de um Controlador Digital Aplicado a uma Estação de Solda com Temperatura Variável. Ao considerar que um dos principais parâmetros na solda de componentes em placas de circuito impresso é a temperatura do material a ser fundido. Nesse contexto, o controle preciso de temperatura da ferramenta utilizada para realizar essa soldagem torna-se atraente. Assim, desenvolveu-se o presente trabalho da seguinte forma: (i) modelagem matemática da estação de solda; (ii) Projeto do controlador digital de temperatura; (iii) Simulação do sistema em malha aberta; (iv) Implementação física do sistema de controle; (v) Análise dos resultados simulados e experimentais; e (vi) validação do sistema de controle. Através do presente documento, observou-se o comportamento da estação de solda por meio da modelagem, projeto e simulação. Durante a etapa do desenvolvimento prático do sistema, buscou-se atender as especificações de desempenho do projeto. Encontraram-se desafios entre teoria e implementação prática, como não linearidades e problemas com a saturação do sistema de controle, o que resultou no wind-up da ação de controle. Os resultados mostraram-se melhores para a proposta do sistema de controle que utilizou um controlador PID, ao comparar com o método On-Off com histerese de 2 𝑜𝐶, método On-Off com histerese de 0,25 𝑜𝐶 e a resposta em malha aberta do sistema, houve melhora de 163% no parâmetro tempo de estabilização e um erro em regime permanente praticamente nulo. 2024-07-15T19:09:02Z 2024-07-15T19:09:02Z 2024-05-13 bachelorThesis PAWELSKI, Lucas. Modelagem, projeto, simulação e implementação de um controlador digital aplicado a uma estação de solda com temperatura variável. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2024. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34002 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campo Mourao Brasil Departamento Acadêmico de Eletrônica Engenharia Eletrônica UTFPR
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Pawelski, Lucas
Modelagem, projeto, simulação e implementação de um controlador digital aplicado a uma estação de solda com temperatura variável
description This Course Conclusion Work the Modeling, Design, Simulation, and Implementation of a Digital Controller Applied to a Soldering Station with Variable Temperature are proposed. Considering that one of the main parameters in soldering components on printed circuit boards is the temperature of the material to be melted. In this context, precise control of the temperature of the tool used for soldering becomes attractive. This work was developed in the following manner: (i) mathematical modeling of the soldering station; (ii) Design of the digital temperature controller; (iii) Simulation of the system in open loop; (iv) Physical implementation of the control system; (v) Analysis of simulated and experimental results; and (vi) Validation of the control system. Through this document, the behavior of the soldering station was observed through modeling, design, and simulation. During the practical development stage of the system, efforts were made to meet the project’s performance specifications. Challenges were encountered between theory and practical implementation, such as nonlinearities and problems with control system saturation, resulting in wind-up of the control action. The results were better for the proposed control system that used a PID controller, compared to On-Off methods and the open-loop response of the system, with a 163 % improvement in the stabilization time parameter and virtually zero steady-state error.
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citation PAWELSKI, Lucas. Modelagem, projeto, simulação e implementação de um controlador digital aplicado a uma estação de solda com temperatura variável. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2024.
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