como crear un control de lazo cerrado sin tener el modulo control design and simulation

[ema_09]

Buenos días, soy estudiante de ingeniería en electrónica de la universidad tecnológica nacional  de mendoza y estoy trabajando con la versión de estudiante 2010. Desgraciadamente no he tenido la posibilidad de comprar el modulo control design and simulation. El proyecto en el que estoy trabajando trata de un monitoreo en tiempo real de varias variables y necesito generar una control de lazo cerrado. Por lo tanto, necesitaría su ayuda urgente para que puedan explicarme como diseñar algún tipo de control PID o alguna otra solución para mantener el sistema en equilibrio. Espero su pronta y favorable respuesta. Saludos.

Sarmiento Emanuel.

[Luis_AM3C]

Hola,

        Ya que eres estudiante puedes obtener una licencia de LabVIEW 2013 por 6 meses Free 6-Month Evaluation of LabVIEW Student Edition for at-home learning la cual incluye la licencia del módulo LabVIEW 2013 Control Design and Simulation Module

         Por otra parte si quieres trabajar con lo que ya tienes, pues tendrias que leer las variables, restarlas de tu referencia, aplicar los calculos del controlador (multiplicacion, derivada, integral, suma), y aplicar a un actuador. Posiblemente tengas que hacer conversiones de voltaje a las unidades de ingenieria y viceversa.

Saludos,

[ema_09]

Luis, primero que nada  voy agradecer mucho tu pronta respuesta y segundo voy a probar ambas formas que me sugeriste para el control y comentaré los resultados cuando los tenga. Nuevamente gracias. 

Sarmiento Emanuel.

[ema_09]

Luis,buenas noches,  te comento que estoy trabajando con el módulo control design and simulation con la versión de prueba que me mencionaste, pero la verdad que no puedo establecer un  lazo cerrado estable, probablemente sea porque no hace mucho tiempo que estoy manejando labview. Estuve viendo algunos videos sobre la creación del control PID discreto pero no me ha quedado claro. Me sería de gran ayuda si puedes ponerte en contacto conmigo para ver donde me estoy equivocando y de esta manera me puedes encaminar un poco más por favor. Mi correo es emasarmiento.brc@gmail.com .

Muchas gracias. Saludos.

Sarmiento emanuel.

[ema_09]

Luis , buenas tardes, sigo intentando hacer el control de lazo cerrado pero no he tenido éxito por lo cual pensé en subir los VIs que he probado para ver si puedes darme una mano. Muchas gracias y espero tu respuesta.

Sarmiento Emanuel

[Luis_AM3C]

Hola ema_09,

      Me alegra que hayas podido instalar el módulo de control bajo la licencia de estudiante.

      En lo que llegue a mi casa revisare tus VI's, de momento si puedes subir una imagen del contenido de los mismos seria mas facil para que cualquier persona sin tener dichos modulos instalados te pueda dar alguna sugerencia.

       Lo otro es que nos brindes una descripción de cual es el proceso que quieres controlar y cual es el hardware que estas utilizando y el período de muestreo, y si estas usando algún método o procedimiendo en específico para calcular el controlador. Si ya tienes un modelo matemático de tu proceso sería útil que lo colocaras.

Saludos,

[ema_09]

El proyecto en el que estoy trabajando se trata de un modelo de cabina de flujo laminar , es decir, es receptáculo rectangular en el cuál se miden y monitorean en tiempo real variables de distintos sensores ( presión, humedad, temperatura, velocidad de flujo de aire). En este caso, el parámetro más importante a mantener dentro de un rango especificado es el de velocidad de flujo de aire. Por lo tanto , yo estoy adquiriendo los datos del sensor por medio de la placa de national instruments DAQ 6009 y el actuador que maneja dicha velocidad de flujo es un cooler de 12 V ( variando la tensión del mismo, modifico las rmp y por ende su velocidad). 

En primer lugar Intente realizar el control mediante la ecuación teórica del PID sin ocupar el módulo control design and simulation como me aconsejaste , calculando el error entre el set point y la variable sensada. Luego a este error le aplique la acción proporcional, derivativa e integral. 

Por otro lado, una vez que descargue el módulo mencionado, ocupe un bloque llamado "PID function" pero tampoco pude solucionar el problema. 

Finalmente, utilizando las herramientas del módulo, quise diseñar el PID de manera discreta con los bloques del "model construction" en la pestaña de control design pero la verdad que me ha confundido un poco de esta forma.

Sinceramente no tengo ningún modelo matemático. Creo que en mi caso, la planta sería el actuador (cooler). Espero poder haberme explicado para que entiendan mi problema. Adjunto las imágenes de las dos formas que utilice y que mencione recién, también la paleta de funciones del control design para saber cuáles bloques hay que utilizar.

Desde ya, muchas gracias por la ayuda brindada. Saludos.

Sarmiento Emanuel.

[Luis_AM3C]

Hola,

       Dado que no tienes ningun modelo matemático, vamos a partir de lo más básico, y luego le vas agregando la complejidad que haga falta según la salida que desees.

       Lo primero es ver que estes midiendo bien los valores y que estes mandando bien el voltaje al actuador, eso supongo ya lo tienes.

       Luego haz la prueba a lazo abierto, donde tu manualmente cambies la salida al actuador y veas como afecta tu lectura.

        Es importante que te asegures que la conversion de DDT (double) a escalar (cable naranja) se este haciendo correctamente

       A partir de allí te diria que empieces por cerrar el lazo con un control netamente proporcional, y que sea un valor que puedas ajustar desde el panel frontal. Osea en el panel frontal vas a tener la referencia (valor deseado) y la ganancia proporcional Kc del controlador proporcional, y ve si eso te da alguna salida con error respecto a la referencia pero estable, de ser posible sube la imagen del grafico que te da, sobre todo si te da algun tipo de oscilacion.

          Una vez que tengas eso me cuentas, y alli analizamos si hara falta sacar el modelo matematico, o hacer mas rapido el muestreo, o incorpororar la parte integral y derivativa.

Saludos,

[ema_09]

Hola luis buenas tardes, paso a informarte que seguí los pasos que me dijiste y bueno primero que nada, pude verificar que estaba leyendo bien los valores del sensor .Del mismo modo , la  tensión entregada al actuador estaba bien.

A partir de esto, arme un circuito de lazo abierto y modifique la tensión entregada al actuador, correspondiendo con un cambio en la lectura del sensor.

Luego, cree un sistema de lazo cerrado con una acción proporcional como mencionaste y pude observar la oscilación de la señal de error pasando por arriba y por debajo de la referencia. Te adjunto dos imágenes, una con un set point de 04 metros/segundo y la otra con 1 metros/segundo.

Por otro lado, hay dos cosas que no pude entender. Cuando mencionas el tema de la conversión de DDT a escalar, anteriormente nunca la había utilizado y nose si es ni tampoco porque es necesaria . El VI que utilice para hacer estas pruebas , las realice sin utilizar dicho conversor (por tal motivo adjunto el VI). La otra duda es con respecto a la velocidad de muestreo o sample rate, en donde no lo he ocupado en ninguno de mis VIs.

Creería que se necesita alguna acción que se anticipe ya que al ser velocidades muy bajas ( el rango del sensor es de 0 a 2 m/s) estas varian muy rápido, corrijanme si estoy equivocado.

Un saludo grande y muchas gracias nuevamente.

Sarmiento Emanuel

[Luis_AM3C]

Hola,

         Lo del convertidor de "From DDT" o "To DDT" LabVIEW tambien lo hace automático, si te esta funcionando no le pierdas tiempo a eso.

         En este momento no puedo ver tu VI, y no se exactamente como se configuran las tarjetas de adquisición de NI respecto a la tasa de muestreo, pero en tu while loop tienes un wait(ms) por 1000ms (1seg), trata de disminuir ese valor a 100ms por ejemplo y ver si mejora el comportamiento.

          Seria interesante que a lazo abierto pruebes cual es el valor mas cercano que puedes ajustar a 2m/s y 4m/s, ya que si tienes cierto error tal vez valga la pena hacer algo para que deje ese error pero no oscile.

Saludos,