Labview-Diseño de control y Simulación

1.Introdución

LABVIEW es un lenguaje de programación gráfica  con capacidades de utiidad que lenguaje C o C++. Algunas capacidades de C++ es más dificil de obtener en Labview, pero a efectos de los sistemas de control Labview es un lenguaje  de programación excepcional esto es po las razones siguientes:

1. Labview habilita herramientas de analisis gráficas (diagrama de bloques) que usamos para analizar los sistemas de control con mayor facilidad.
2.  Labview idealmente sin problemas  incorpora "Hardware en el lazo".

Veremos en este tutorial la evidencia de estas razones.

Labview es como C, como C es a asembler, donde las lineas representan tipos de datos, bloques que representan manipulación de datos. Por último, vale la pena mecionar que Labview está compilado , no interpretado. 

La principal  diferencia entre un lenguaje compilado y uno interpretado es que el lenguaje compilado requiere un paso adicional antes de ser ejecutado, mientras tanto un lenguaje interpretado es convertido a lenguaj de máquina a medida que es ejecutado.

Ejemplos de lenguajes compilados: C,C++,Java.Go,etc. Ejemplos de lenguaje interpretado: Ruby, Python,JavaScript, entre otros.

2.Modo Simulación

El bloque de  simulación será uno de las herramientas básicas usadas en simulación de sistemas y emperimentos con hadware.

Para ello primero debes de abrir el Toolkit "control design and simulation" para ello primero se debe de instalar.

Toolkit Control & simulación

En este Tolkit abrimos el bloque "simulation"

Bloque "Simulation"

Dentro de este boque "Simulation" se encuentra "Control & Simulation Loop" seleccionamos  y arrantrandolo al panel  puede ser estirado para cualquie tamaño deseado, el resultado se ve como: 

"Control & Simulation Loop-Ciclo de control y simulación"

Todas las cosas que debe ejecutarce en cada paso de una simulación o experimento de hadware debe colocarce dentro del ciclo de simulación, todo lo demas puede mantenerce fuera de él.

El ciclo de control y simulación  se puede configurar aspectos como:

1. Duración de la simulación.
2. Parámetros que involucran al tiempo.
3. Determina el tamaño del paso tanto para algoritmos de integración de paso fijo como para ejecución de experimentos de hadware. 
4. Se puede usar algoritmos como euler, fixed time step,Runge-Kutta y variable time step algoritms.

Todas estas opciones se pueden configurar haciendo click con el botón derecho en el ciclo de simulación y seleccionando.

Para abrir cuadro de dialogo

el cuadro que se  abre es como se aprecia a continuación:

Cuadro de diálogo

2.1Ejemplo 

Sistema Convergente

Se va a graficar la señal de salida si se tiene el sistema con dos polos en -1 dentro del plano S(Laplaciano)aplicandole una entrada escalón unitaria.

 dentro de "Control & Simulation Loop"  colocamos nuestros 3 bloques:

• Entrada scalón(Step Signal).--> se encuentra en dentro de Signal Generation.

"Signal Generation"

    le damos doble click para configurar la señal step 

    En la configuración se puede cambiar el valor inicial, valor final y el momento(tiempo) del  pulso.

                

"Step Signal Configuration"

• Función de Transferencia(Transfer Function).--->se encuentra dentro de Continuous Linear Systems.

"Continuous Linear Systems"

le damos doble click para configurar la función de transferencia. 

Ingresamos los ceros y los polos. a2 es el coeficiente de S^2, a1 es el coeficiente de S^1

                           

"Transfer Function Configuration"

• Gráfica de la resuesta del scalón(Sim Tine Waveform).--->se encuentra dentro de Continuous Linear Systems.

"Graph Utilities"

Unimos nuestros bloques 

Simulamos el proceso 

"Respuesta de la señal scalón unitario"

Aquí un video del poder de Labview en simulación y control de procesos.