DISEÑO DE SOFTWARE EN GUI DE MATLAB PARA EL ANALISIS Y DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL EN BASE A ESPACIO DE ESTADOS DISCRETO

Abstract

El software diseñado esta compuesto por iconos y botones colocados de forma adecuada en una ventana de manera que el usuario pueda acceder de forma clara y fácil a cualquiera de ellos sin irse a confundir y conservando el orden. Es así como necesariamente el programa requiere parámetros para poder iniciar con el análisis, uno de estos es necesariamente la función de transferencia de la planta a controlar y para ello la interfaz posee tres opciones una en formato TF otro en ZPK y por ultimo en espacio de estado continuo. Luego, como se trabaja el sistema en discreto, se debe realizar el respectivo mapeo al plano Z, para ello se debe seleccionar un tiempo de muestreo T, esta opción se encuentra contenida en el software. Posteriormente, el programa se encargará de generarle al usuario las matrices G, H, C, D las cuales son conocidas como el espacio de estado en discreto de la planta a analizar. Con esta información se procede a hacer el análisis como tal y para ello se le da la posibilidad de evaluar la ubicación de polos y ceros, y observar la posición de estos con respecto al círculo unitario, también se puede mirar sobre la grafica del circulo la posición de la ganancia crítica del sistema. Por otra parte se observan la respuesta en frecuencia en los diagramas de Bode de magnitud y fase, las respuestas impulso y paso las cuales son muy significativas y dicientes para el control de sistemas. Por último, el usuario tiene la posibilidad de determinar por medio de la interfaz la observabilidad y controlabilidad de la planta, los cuales son requisitos necesarios para culminar satisfactoriamente el proceso de análisis del sistema y poder pasar al diseño del regulador. Ahora para el diseño del controlador, el software esta configurado de manera que requiere de unos parámetros iniciales tales como: El sobreimpulso deseado para la respuesta paso (SI) y el tiempo de establecimiento (ts); la segunda forma de ingresar los parámetros es por medio de los polos deseados del sistema. Con los anteriores parámetros, el software procede a calcular el observador y la matriz de realimentación (matriz K) de tal manera que se obtenga el regulador completo y se cerrará el lazo de control. Al final de todo el proceso se obtendrá el mismo sistema con el lazo de control. Se podrá validar nuevamente las gráficas de análisis antes mencionadas para constatar el correcto diseño del regulador.