sistemas con labview

PRÁCTICAS DE SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO

DACI-EPN

Práctica 5
LabVIEW aplicado a Sistemas de Control
1

Objetivos
•
•

2

Familiarizar al estudiante con el Control Toolkit de LabVIEW.
Emplear LabVIEW para la construcción, análisis, diseño y simulación de
sistemas de control.

Fundamento Teórico

El Control Design Toolkit de LabVIEW
El Control Design Toolkit (Figura 1) fuelanzado inicialmente en la primavera de 2004.
Este amplía considerablemente las capacidades de LabVIEW para el análisis y diseño
de los sistemas de control. Su conjunto de funciones es comparable con el Toolbox de
Sistema de Control Matlab.
Una vez que la herramienta está instalada, la paleta Control Design (Figura 1) está
disponible en la paleta de funciones.

Figura 1 Control DesignToolbox

La lista de funciones (y posible subpalettes) de la paleta Control Design se presenta a
continuación.
•

Paleta Construcción de Modelos:
o Construcción del Modelo en el Espacio de Estados
o Construcción del Modelo en base a la Función de Transferencia
o Construcciones de Modelos Especiales:
De primer orden con (o sin) tiempo de retraso
De segundo orden con (o sin) tiempo de retrasoAproximación PADE con retardo

LabVIEW aplicado a Sistemas de Control

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Presentación de la ecuación de la función de transferencia (permite la
visualización de la función de transferencia en la pantalla)
o
Lectura de un Modelo desde Archivo
o
Escritura de un Modelo en un Archivo
Paleta de Información de los Modelos
PaletaConversión entre Modelos:
o Convertir al Modelo de Espacio de Estados
o Convertir al Modelo de Función de Transferencia
o Convertir a aproximación PADE con retardo
o Convertir de sistema continuo a discreto (con diferentes métodos, por
ejemplo, Euler, Tustin, etc.)
o Convertir de sistema discreto a continuo
o Convertir a la simulación de sistemas de control (convierte los modelos
para suuso en el toolkit Módulo de Simulación)
o Convertir de simulación a Control Design (conversión de los modelos
utilizados en el Módulo de Simulación para el uso en el Control Design
Toolkit)
Paleta de Interconexión de Modelos:
o
En serie
o
Paralelos
o
Reacción
Paleta de Respuesta Temporal:
o
Respuesta paso (entrada paso)
o
Respuesta inicial (respuesta al estado inicial, con entradacero)
Paleta de Respuesta de frecuencia:
o
Diagrama de Bode
o
Diagrama de Nyquist
o
Diagrama de Nichols
o
Cálculo del Margen de ganancia y de fase
o
Cálculo del Ancho de banda
Paleta de Características Dinámicas:
o
Diagrama de Polos-Ceros
o
Índice de amortiguación y frecuencia natural
Paleta de Reducción de Modelos
Paleta de Análisis en el Espacio de Estados:
o
Matriz decontrolabilidad
o
Matriz de observabilidad
Paleta de Diseño de Realimentación en el Espacio de Estados:
o
Ackermann
o
Regulador lineal cuadrático
o
Ganancia de Kalman
Paleta de aplicaciones
Diseño Analítico de PIDs
Control Preditivo
Solvers
o

•
•

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•

Creación de modelos (Tabla 1)
Dentro del Control Design Toolkit se pueden crear modelos enbase a: la función de
Transferencia, la representación en ceros-polos y ganancia, y mediante variables de
estado; tanto para sistemas continuos como para sistemas discretos.

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Tabla 1 Modelos de Sistemas Continuos y Discretos

La función de transferencia del circuito serie RLC de laFigura 2 es:
2 * 10 6
G (s ) = 2
s + 400 s + 2 * 10 6

Figura 2 Circuito serie RLC

Entonces su representación mediante la función de transferencia utilizando el VI CD
Construct Transfer Function Model se muestra en la Figura 3. Si se requiere la
representación en la forma de ceros polos y ganancia se procede como se observa en la
Figura 4.
Para realizar las transformaciones a diferentes...