1. UNIVERSIDAD POLITCNICA DE TLAXCALA INGENIERA MECATRNICA Integracin de Sistemas Mecatrnica Trabajo: Ajuste de distancia mediante control PID Elabor: Fernando Corte Roldan Mario Lara Cirio Erick Cahuantzi Muoz Guillermo Roldan Xocoyotl Jorge Antonio Hernndez Snchez Profesor: Rafael Palomino Gonzalez

2. Introduccin La finalidad de esta prctica es implementar un sistema de ajuste de distancia mediante un control de PID (Proporcional-Integral-Derivativo). LabView y Arduino sern los softwares encargados de ayudar a crear el cdigo de operacin. Objetivos Al finalizar esta prctica el estudiante ser capaz de: - Crear un cdigo virtual - Utilizar las estructuras de datos elementales que incorpora LabView. - Implementar un control clsico PID. Fundamentos Tericos Un controlador que satisfaga el modo de control analgico Proporcional-Integra-Derivativo (PID) se caracteriza por una salida de controlador p(t) relacionada con la seal de error ep(t) mediante la siguiente expresin matemtica. donde Kp no tiene dimensiones, Ki se dan en y Kd en s. Tambin se utilizan los tiempos integra Ti y derivativo Td, los cuales vienen relacionados mediante expresiones inversas de Ki y Kd respectivamente. En la implementacin del sistema deben utilizarse los anteriores. El trmino integral se aproxima teniendo en cuenta el mtodo numrico trapezoidal de integracin

3. As teniendo la siguiente funcin del rea sombreada Por otra parte la accin derivativa puede aproximarse mediante la regla de la diferencia finita Y se aproxima mediante la siguiente expresin matemtica Descripcin de la prctica Se trata de disear un sistema de entorno grafico que realice el clsico algroitmo de control de PID mediante el apoyo de LabView, capaz de ajustar un mvil a una distancia deseada.

4. Edicin de programa en Labview

5. INIT Inicializa la conexin con Arduino ejecutando la interfaz de LabView para Arduino Diagrama de bloques>Click derecho> Arduino>Init Contexto de Init VISA resource Especifica el puerto COM correspondientes de transferencia de datos Click derecho sobre VISA resource de Init>Create> Control Set Digital Pin Mode Configura el pin digital especifico entrada o salida Diagrama de bloques>click derecho>Arduino>Low Level>Set Digital Pin Mode Contexto de Set Digital Pin Mode Para definir el pin y el modo; pin: click derecho en Digital I/O Pin>Create>Constant., Modo: click derecho en Pin Mode (imput)>Create>Constant>cick sobre la constante y elegir Inputo o Output. While Loop Repite un sub diagrama dentro hasta una terminal condicional Diagrama de bloques>click derecho>programming>structures>while loop

6. Shift Register Registra el desplazamiento Ultrasonic Distance Nota: El VI del sensor ultrasnico no es parte del toolkit de Arduino, este se debe de descargar de la pagina www.mexiconi.com Contexto de Ultrasonic Sensor HC-SR04 Tick Count (ms) Devuelve el valor del temporizador en segundos Diagrama de bloques>click derecho>programming>timing>Tick Count (ms) Subtract Resta dos componentes y muestra su resultado Diagrama de bloques>click derecho>programming>Numeric>Subtract Contexto de Subtract Add Suma dos componentes y muestra su resultado Diagrama de bloques>click derecho>programming>Numeric>Subtract Contexto de Add Absolute Value Devuelve el valor absoluto de la entrada Diagrama de bloques>click derecho>programming>Numeric>Absolute Value

7. Contexto de Absolute Value PWM Write Pin Escribe el valor especifico PWM a un solo pin PWM en el Arduino Diagrama de bloques>click derecho>Arduino>Low Level> PWM Write Pin Contexto de PWM Write Pin Para especificar el PWM Pin y Duty Cycle; click derecho en Digital I/O Pin o Value>Create>Control o Constant Digital Write Pin Escribe el valor especifico en el pin respectivo Diagrama de bloques>click derecho>Arduino>Low Level> Digital Write Pin Contexto de Digital Write Pin Para especificar el pin y el valor; click derecho en Digital I/O Pin o Value>Create>Control o Constant Close Cierra la conexin activa a un Arduino Diagrama de bloques>Click derecho> Arduino>Close

8. Simple Error Indica si un error ha ocurrido Diagrama de bloques>Click derecho>Programming>Dialog & user interfaces>Simple Error Nota: Todos los componentes de Arduino deben conectarse en serie dentro del entrono grfico de LabView para poder funcionar Formula Node Evalua matemticamente formulas y expresiones matemticas similar a lenguaje C en un diagrama de bloque Diagrama de bloques>click derecho>programming>structures>Formula Node Input y Output: click derecho en contorno de formula node> add imput o add output Crear controlador e indicador para Formula Node Click derecho sobre la entrada (input)>crate>control Click derecho sobre la salida (output)>crate>indicator Contexto de Formula Node Crear un Formula Node con cada uno de los componentes como el siguiente:

9. Algoritmo de proceso de PID Algoritmo de condiciones de avance, paro y retroceso de motores Case Structures Tiene uno o ms subdiagramas, o casos, exactamente uno de los cuales se ejecuta cuando la estructura se ejecuta. El valor por cable al terminal selector determina qu caso a ejecutar y puede ser booleano, cadena, un entero de tipo enumerado, o cluster de error. Diagrama de bloques>click derecho>programming>structures>Case Structure To Byte Integer Convierte un numero en un entermo de 8 bits Diagrama de bloques>click derecho>programming>numeric>conversion>To Byte Integer

10. To Extended Precision Float Convierte en un nmero a una precisin extendida Diagrama de bloques>click derecho>programming>numeric>conversion> To Extended Precision Float Waveform Chart Panel Frontal>click derecho>Modern>Graph>Waveform Chart Merge Signal Fusiona dos o ms seales en una sola salida Diagrama de bloques>click derecho>Sig Manip> Merge Signal (arrastrar hasta tener las seales deseada de entrada Median Filter Aplica un filtro de mediana de rango a x Diagrama de bloques>click derecho>Signa Procesing>Point By Point>Filters>Media Filters Organizar Panel Frontal Vertical Smooth Box o Horizontal Smooth Box Te permite organizar el panel frontal para dar una vista de tablero de control Panel Frontal>click derecho>Modern>Decorations>Vetical Smooth Box o Horizontal Smooth Box Seleccionar Vertical Smooth Box o Horizontal Smooth Box>Reorder>Move To Back

11. Nota: Organizar controladores, indicaodres, graficas Establecer Indicador y Magnitud al Controlador Indicador Click derecho sobre el controlador>Visible Item>Digital display

12. Magnitu Click derecho sobre el controlador>Properties>Scale (minumum y mximum) Referencias LabView User Manueal, National Instruments Corporation. LabView Measurement Manual, National Instruments Corporation. Labview Development Guielines, National Instruments Corporation. Labview Tutorial, National Instruments Corporation.