Mestrado: Estudo e aprimoramento do sistema de controle do rádio telescópio do Itapetinga

Profa. Dra. Zulema Abraham – IAG/USP

Prof. Dr. Jacques Raymond Daniel Lepine – IAG/USP 

Prof. Dr. Joaquim Eduardo Rezende Costa – INPE/ São José dos Campos-SP

O rádio telescópio do Itapetinga é constituído por uma antena de 13,7 m e possui montagem altazimutal. Motores elétricos movimentam os eixos de elevação e de azimute, para rastrear os objetos astronômicos e aplicar métodos específicos de observação. São controlados por um sistema analógico desde a instalação da antena, na década de 70.

O objetivo deste trabalho é a substituição dos motores atuais e o sistema de controle analógico. Os novos motores foram montados utilizando peças de uma furadeira comercial, adicionada de outras especialmente desenhadas. Novos amplificadores de alta tensão foram desenvolvidos para que pudessem controlar separadamente os enrolamentos de campo e de armadura dos motores. A inversão do sentido de rotação do motor é obtida com uma ponte H composta por chaves eletrônicas, sendo que a tensão de saída é determinada pelo chaveamento dos transístores da ponte com a técnica de modulação por largura de pulso.

Inicialmente, um protótipo do controlador foi desenvolvido utilizando microcontroladores e um dispositivo com lógica programável, que mais tarde,  foram substituídos pelo microcontrolador TM4C123G, capaz de controlar a ponte H e realizar a medida da posição e velocidade dos eixos dos motores com seus decodificadores de quadratura. Um controlador proporcional-integral fecha o laço de controle de posição da antena.

O motor foi modelado matematicamente e seus parâmetros foram determinados através de ensaios em laboratório. O comportamento do sistema de controle foi avaliado em laboratório e na própria antena, apresentando resultados compatíveis com o sistema atual, durante o rastreio. O método de varredura exige melhor ajuste do sistema de controle para que o tempo de acomodação possa ser reduzido.