PRACTICA 2

INTRODUCCION AL TOOLKIT CONTROL DESIGN DE LabVIEW

 

Objetivos

 

1. Fundamento Teórico

Introducción


El Control Design Toolkit fue lanzado inicialmente en la primavera de 2004. Amplía las capacidades de LabVIEW para el análisis y diseño de los  sistemas de control considerablemente. El conjunto de funciones disponibles es comparable con el Toolbox de  Sistema de Control Matlab.


El Asistente de Diseño de Control esta incluido en este toolkit, esta herramienta interactiva puede ser utilizada independientemente de LabVIEW, y sin realizar  programación en LabVIEW (sin embargo se puede crear a partir de su código de LabVIEW Control Design Asistente un  proyecto). El Asistente de Diseño de Control está disponible en el Inicio / Programas / Menu de National Instruments en su PC y de las Herramientas / Control Design Toolkit en LabVIEW.

Paleta de control


Una vez que la herramienta de diseño está instalada, la paleta de Control de diseño está disponible en la paleta de funciones. La paleta de Control de diseño se muestra en la siguiente figura.




Figura 1 Paleta de Control de diseño

 

Lista de funciones (y posible subpalettes) en la paleta de Control de diseño, se muestra a continuación.

 

Creación de modelos


Dentro  del toolkit de Diseño de Control se puede crear los modelos en función de Transferencia, ceros-polos y ganancia y  variables de estado, tanto para sistemas continuos como para sistemas discretos.

Tabla 1. Definición de Sistemas continuos y Discretos

Si G(s) es la función de transferencia del circuito RLC serie cuya salida es el voltaje en el capacitor y R = 20 Ω, L = 50 mH, C = 10 μF, se tiene  

 

La representación de la función de transferencia utilizando CD Construct Transfer Function Model.vi se muestra en la figura 2, si se requiere la representación como ceros polos y ganancia se procede como se observa en la figura 3

 

A partir de cualquiera de los modelo se puede representar en los diferentes formatos para ello se puede utilizar los Vi’s de la figura 4, también se puede realizar la conversión de un sistema continuo a discreto, de discreto a continuo y de discreto a discreto (cambio del periodo de muestreo)

 

 

 

Figura 2 Ejemplo para la creación de un modelo como función de transferencia

 

 

 

 

 

 

Figura 3 Ejemplo para la creación de un modelo como ceros polos y ganancia

Figura 4 Vi’s para la conversión de los diferentes representaciones y conversión de un sistema continuo a discreto y viceversa

Conexiones de Modelos

Para realizar las conexiones de los modelos, se puede hacer utilizando los Vi’s para conexiones serie, paralelo, y realimentación, que son la mas utilizadas para la creación de modelos y en el diseño de compensadores en la figura 5 se muestran los Vi’s .

Figura 5. Conexión de modelos

 

Análisis en el dominio del Tiempo

El análisis de la respuesta en el tiempo de un sistema ante una entrada paso permite conocer el comportamiento dinámico del sistema, para obtener la respuesta de un sistema se utiliza el Vi CD Step Response.Vi y para obtener los parámetros se realiza con CD Parametric Time Response.VI esta función entrega los siguientes parámetros:

·        Mp, máximo sobreimpulso

·        tp, tiempo pico

·        tr, Tiempo de crecimientos

·        ts, tiempo de establecimiento (al 1%)

·        Ganancia de estado estable

·        Valor pico

 

 

 

Figura 6. VI’s para obtener la respuesta a una paso y los parámetros

 

Los resultados gráficos y los datos de los parámetros se despliegan en el ventana del Panel Frontal, además se puede obtener la respuesta al impulso (CD Impulse Response.VI), la respuesta ante condiciones iniciales (CD Initial Response.VI)y la respuesta ante cualquier entrada (CD Linear Simulation.VI) .

Respuesta de Frecuencia  y Estabilidad

Los VI’s que se utilizan para obtener la respuesta de frecuencia (Bode, Nyquist, Nichols) se encuentran en la paleta de Control Design/ Frecuency Response y el análisis de estabilidad esta en la palerta de  Control Design/ Dynamic Characteristics

Figura 7. VI más utilizados para obtener la Respuesta de Frecuencia  y Características de Estabilidad

 

2. Trabajo Preparatorio

 

  1. Revisar los conceptos que se tratan en la hoja guía
  2. Leer las hojas guías

 

3. Trabajo Experimental

 

  1. Con la ayuda del instructor se realizara una introducción básica del programa LabVIEW
  2. Desarrollo de la práctica con el Toolkit de Control Design de LabVIEW.

 

4. Informe

 

  1. Presentar los ejercicios desarrollados es la práctica
  2. Conclusiones y Recomendaciones

 

5. Bibliografía: