Ingenieria de control
Páginas: 5 (1105 palabras)
Publicado: 28 de septiembre de 2010
PLATAFORMA DE ADQUISISCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UNA PLANTA DE VELOCIDAD
El presente trabajo pretende caracterizar en velocidad la planta extendida (actuador – planta - sensor) del sistema PWM puente H - motor tren de engranes – encoder, para su posterior control no lineal. En mira a obtener el modelo más aproximado e identificar el perfil no lineal de saturación inherente al sistema, seaborda la problemática de caracterización a partir de la señal digital de alta frecuencia entregada por el sensor desde diferentes plataformas tecnológicas como son: transmisión de datos a través del puerto paralelo para su computación en LABVIEW 7.5; computación de datos en MATALAB SIMULINK 7.0 usando los datos obtenidos por la tarjeta de adquisición de datos 6024E National Instruments; integraciónde la plataforma DEMOQE128 para la computación de datos a alta frecuencia y sus posterior integración con MATLAB a través de la 6024E.
La plataforma para el sistema de control utilizada fue el software LABVIEW 7.1 de National Instruments que nos proporciona diversas herramientas para monitoreo, visualización, adquisición de datos e interfaz con el usuario. Esta plataforma incluye un modulo deadquisición y transferencia de datos por puerto paralelo mediante el protocolo SPP.
El esquema de trabajo en LABVIEW presenta dos interfaces con el diseñador. Una donde se encuentran las salidas de visualización indicadores y controles, denominada “front panel” y otra donde se configura todo el procesamiento de los datos denominada “block diagram”.
El panel de visualización es presentado enla figura No 1. Consta de un control para la velocidad de referencia tipo perilla, un botón de parada “STOP”, un indicador tipo tacómetro de aguja para la velocidad del motor, así como un indicador numérico de esta misma variable. nAdemás proporciona dos indicadores de forma de señal tipo osciloscopio para la referencia y la velocidad respectivamente. Finalmente se proporciona la visualizaciónde la señal diente de sierra y PWM importantes en el control.
En esta figura se pueden identificar dos etapas básicas: una de adquisición y procesamiento de velocidad y otra de control tipo PWM.
Etapa de adquisición y procesamiento de velocidad vía puerto paralelo
Se implemento bajo una estructura denominada “shift regiter” un registro que toma el dato hexadecimal que arroja el puertoparalelo por su registro de entrada de datos 889 y realizando un proceso de enmascaramiento se obtiene el bit proveniente del optoacoplador digital del encoder de la planta. Mediante este registro se mantiene dicho dato hasta el siguiente periodo de muestreo. Internamente en el registro se realiza una operación de conteo durante el tiempo de muestreo definido por el bloque “wait” que proporcionauna espera de la acción del registro en unidades de milisegundos (para el caso 1 milisegundo), periodo durante el cual se cuentan todos los flancos de subida ocurridos en el encoger digital y reportados por el puerto paralelo. Al finalizar el periodo de 1 ms se actualiza el valor medido de velocidad.
Etapa de control PWM vía puerto paralelo
Mediante el puerto de salida 888d del puertoparalelo se envía un dato que varía en uno de sus bits y proporciona una señal PWM dependiente del valor impuesto por el usuario en señal de referencia.
Esta etapa genera una señal tipo diente de sierra que es comparada con el valor de referencia escalado entre la amplitud máxima y mínima de la señal diente de sierra, produciendo una señal cuadrada con ciclo útil variable, con el objetivo deobtener variación en la magnitud de la velocidad real del motor.
MODELO LABVIEW IMPLEMENTADO PARA LA ADQUISICIÓN DE DATOS DE VELOCIDAD Y ACCIONAMIENTO DE LA PLANTA DE ACTUADOR PWM - MOTOR - ENCODER
[pic]
1. SISTEMA DE ADQUISICIÓN, CONTROL PROCESAMIENTO Y VISUALIZACIÓN MEDIANTE MODELO EN REAL TIME WINDOWS TARGET DE MATLAB 7.1 Y PLATAFORMA DE MEDICION EN MICROCONTROLADOR DE 32 BITS...
El presente trabajo pretende caracterizar en velocidad la planta extendida (actuador – planta - sensor) del sistema PWM puente H - motor tren de engranes – encoder, para su posterior control no lineal. En mira a obtener el modelo más aproximado e identificar el perfil no lineal de saturación inherente al sistema, seaborda la problemática de caracterización a partir de la señal digital de alta frecuencia entregada por el sensor desde diferentes plataformas tecnológicas como son: transmisión de datos a través del puerto paralelo para su computación en LABVIEW 7.5; computación de datos en MATALAB SIMULINK 7.0 usando los datos obtenidos por la tarjeta de adquisición de datos 6024E National Instruments; integraciónde la plataforma DEMOQE128 para la computación de datos a alta frecuencia y sus posterior integración con MATLAB a través de la 6024E.
La plataforma para el sistema de control utilizada fue el software LABVIEW 7.1 de National Instruments que nos proporciona diversas herramientas para monitoreo, visualización, adquisición de datos e interfaz con el usuario. Esta plataforma incluye un modulo deadquisición y transferencia de datos por puerto paralelo mediante el protocolo SPP.
El esquema de trabajo en LABVIEW presenta dos interfaces con el diseñador. Una donde se encuentran las salidas de visualización indicadores y controles, denominada “front panel” y otra donde se configura todo el procesamiento de los datos denominada “block diagram”.
El panel de visualización es presentado enla figura No 1. Consta de un control para la velocidad de referencia tipo perilla, un botón de parada “STOP”, un indicador tipo tacómetro de aguja para la velocidad del motor, así como un indicador numérico de esta misma variable. nAdemás proporciona dos indicadores de forma de señal tipo osciloscopio para la referencia y la velocidad respectivamente. Finalmente se proporciona la visualizaciónde la señal diente de sierra y PWM importantes en el control.
En esta figura se pueden identificar dos etapas básicas: una de adquisición y procesamiento de velocidad y otra de control tipo PWM.
Etapa de adquisición y procesamiento de velocidad vía puerto paralelo
Se implemento bajo una estructura denominada “shift regiter” un registro que toma el dato hexadecimal que arroja el puertoparalelo por su registro de entrada de datos 889 y realizando un proceso de enmascaramiento se obtiene el bit proveniente del optoacoplador digital del encoder de la planta. Mediante este registro se mantiene dicho dato hasta el siguiente periodo de muestreo. Internamente en el registro se realiza una operación de conteo durante el tiempo de muestreo definido por el bloque “wait” que proporcionauna espera de la acción del registro en unidades de milisegundos (para el caso 1 milisegundo), periodo durante el cual se cuentan todos los flancos de subida ocurridos en el encoger digital y reportados por el puerto paralelo. Al finalizar el periodo de 1 ms se actualiza el valor medido de velocidad.
Etapa de control PWM vía puerto paralelo
Mediante el puerto de salida 888d del puertoparalelo se envía un dato que varía en uno de sus bits y proporciona una señal PWM dependiente del valor impuesto por el usuario en señal de referencia.
Esta etapa genera una señal tipo diente de sierra que es comparada con el valor de referencia escalado entre la amplitud máxima y mínima de la señal diente de sierra, produciendo una señal cuadrada con ciclo útil variable, con el objetivo deobtener variación en la magnitud de la velocidad real del motor.
MODELO LABVIEW IMPLEMENTADO PARA LA ADQUISICIÓN DE DATOS DE VELOCIDAD Y ACCIONAMIENTO DE LA PLANTA DE ACTUADOR PWM - MOTOR - ENCODER
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1. SISTEMA DE ADQUISICIÓN, CONTROL PROCESAMIENTO Y VISUALIZACIÓN MEDIANTE MODELO EN REAL TIME WINDOWS TARGET DE MATLAB 7.1 Y PLATAFORMA DE MEDICION EN MICROCONTROLADOR DE 32 BITS...
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