ACCIONAMIENTO REAL TESTEO DEL CONTROLADOR (HIL)

Control PLATAFORMA DE DESARROLLO RT º SRM 8/6 B A A’ C C’ B’ D D’ C Fase N IN D’N I’N DN + - VDC Sensórica

Figura 5.37. La plataforma de desarrollo dSpace trabaja sobre MatLab-Simulink.

El accionamiento HRM-6/5 se ha montado sobre una bancada y se ha acoplado a un motor de corriente continua Vascat de 4,4 kW, para que haga de carga cuando el HRM se comporte como motor y para que arrastre el HRM cuando éste se comporte como generador, ver la figura 5.38.

Figura 5.38. Montaje de ensayo para motor-generador HRM-6/5 a un motor Vascat DC, 4,4 kW.

La plataforma completa utilizada en este estudio se muestra en la figura 5.39 permitiendo implementar de forma rápida y sencilla los controladores diseñados en Simulink. De esta forma el proceso de test es rápido y dinámico, pudiendo efectuar modificaciones fácilmente.

La plataforma de desarrollo está compuesta por una parte hardware y otra parte software, las cuales se muestran a continuación.

Figura 5.39. Plataforma completa de desarrollo para HRM-6/5 con dSpace.

Las plataformas de desarrollo de dSPACE pueden ser configuradas a medida, dependiendo de las necesidades del accionamiento, de esta manera, los componentes que la integran son:

Tarjeta central de procesado DS1006.

Tarjeta de entradas analógicas con conversor Analógico/Digital DS2002.

Tarjeta de entradas/salidas digitales DS4002.

Tarjeta de encoder DS3001.

Rack contenedor de las tarjetas DS.

Panel modular con conexiones para medidas analógicas DS2002/DS2003.

Panel modular con conexiones entradas/salidas digitales CP4002.

Panel modular con conexiones para entradas encoder DS3001.

Todas las tarjetas de procesado y entradas/salidas se encuentran conectadas mediante un bus de datos en un rack contenedor, y a su vez, cada una de estas tarjetas está conectada a un panel modular de conexiones. Las entradas de los paneles modulares corresponden a todas las medias de corriente, tensión y posición requeridas por el sistema de control. Las salidas digitales de los paneles se conectan al convertidor estático de potencia para realizar el control del motor. La figura 5.40 muestra todas las conexiones, entrantes y salientes, de la plataforma.

DS2002/2003 ENTRADAS ANALOGICAS CP4002 – ENTRADAS/SALIDAS DIGITALES DS3001 ENTRADA ENCODER PC RACK CONTENEDOR DE TARJETAS

DS1006 / DS2002 / DS4002 / DS3001

Figura 5.40. Hardware de la plataforma de desarrollo en RT de dSpace.

Como se puede observar en la figura 5.40, el sistema se encuentra conectado a un PC (host) desde el cual se vuelcan los controladores a testear y se ejecuta el software mediante el que se puede interactuar en tiempo real con la plataforma, visualizando resultados y modificando el valor de las consignas.

La tarjeta de procesado DS1006, la más potente del catálogo actual de dSPACE, realiza el control de todo el sistema, gestionando la comunicación entre las diferentes tarjetas de entradas/salidas y procesando el algoritmo de control que actúa sobre el accionamiento.

Esta tarjeta dispone de un procesador Quad-Core AMD OpteronTM que trabaja a una frecuencia de 2.8Gz, 1Gb de memoria local dedicados a la ejecución de modelos en tiempo real y 128Mb de memoria para el intercambio de datos entre el sistema y el PC-host, entre otras características. En la figura 5.41 podemos ver el diagrama de bloques de la tarjeta obtenido de la hoja de especificaciones del fabricante.

En función de la complejidad del controlador y del tamaño de memoria ocupada por el mismo (código, tablas de consulta o datos), de la gestión de las diferentes tarjetas de entradas/salidas utilizadas, cantidad de datos intercambiados con el PC, temporizadores, contadores y otros procesos internos, el tiempo de procesado de la tarjeta se verá limitado. Así, para modelos complejos que ocupen mucha memoria (p.ej.: gran cantidad de datos en look-up- tables) y donde se realiza un gran número de medidas para ejecutar el algoritmo de control, el tiempo de procesado de la tarjeta será alto y viceversa.

Figura 5.41. Diagrama de bloques de la tarjeta de procesado DS1006, controladora de software del sistema.

Real-Time Interface es el software de dSPACE que permite enlazar los modelos desarrollados en Simulink con los diferentes elementos hardware que componen la plataforma de desarrollo en tiempo real. Las principales prestaciones que ofrece este software son:

 Implementación automática de modelos de Matlab/Simulink en el hardware de dSPACE.

 Generación de código automática.

 Configuración gráfica del hardware de dSPACE.

 Permite interactuar con el software implementado en tiempo real.

Para poder implementar el modelo de Simulink en la plataforma de dSPACE primero hay que seleccionar y configurar los elementos hardware que se vayan a utilizar. Mediante la librería RTI de Simulink pueden añadirse y configurarse entradas analógicas, entradas de encoder, salidas digitales y todo el hardware necesario para la aplicación, de forma gráfica e intuitiva. Una vez finalizado el proceso de configuración, el software genera el modelo en código C y lo transfiere al hardware de dSPACE, todo ello de forma automática.

Figura 5.42. Contenido de la librería RTI de dSpace para DS4002.

Cuando la aplicación se ha volcado correctamente sobre el hardware y se encuentra funcionando, Real-Time Interface asegura la interacción del usuario con el sistema. Para ello también es necesario utilizar el software ControlDesk, un entorno de instrumentación virtual de dSPACE que permite visualizar las señales adquiridas, almacenarlas e incluso modificar los parámetros del modelo de implementado en tiempo real.

Figura 5.43. Prestaciones de ControlDesk de dSpace.

La interacción con el control se lleva a cabo a través de interfaces gráficas (layouts), totalmente configurables por el usuario, donde pueden añadirse elementos de visualización ,como gráficos o indicadores, selectores, pulsadores, reguladores con una amplia gama de opciones.

En la figura 5.44 se muestra una captura de pantalla de uno de los layouts desarrollados para la implementación de un controlador, donde puede ajustarse el valor de las diferentes consignas y visualizar, mediante gráfico o indicador numérico, las medidas realizadas.

AJUSTE DE CONSIGNAS