Real time control of non-linear MIMO plant using free software

Abstract

El proyecto desarrolla un sistema de un control en tiempo real de un sistema MIMO no lineal. El problema ha sido afrontado con métodos matemáticos, gráficos y numéricos utilizando software libre disponible en la red. Para controlar un sistema dándole un correcto funcionamiento desde un punto de vista de latencia, predictibilidad, estabilidad, controlabilidad y alcanzabilidad se necesita un sistema de control que actúe en tiempo real. RTAI, aunque no sea un sistema operativo de tiempo real tal como VXworks o QNX, es una suite de actualizaciones y librerías libre que se basa en el núcleo Linux convertiendolo completamente requisable (preemptable). En el proyecto se reportan: • la metodología de instalación de RTAI y de Scicoslab, • el desarrollo de las prácticas de SITR mediante RTAI, • un estudio inicial de las ecuaciones que regulan una planta hidráulica, constituida por 3 depósitos conectados entre ellos y por 2 bombas, • el control en tiempo real de este sistema mediante RTAI y otros programas libres como Scicoslab y Maxima. La planta ha sido modelizada mediante la ecuación de Bernoulli, debidamente corregida por un coeficiente de fricción que tiene en cuenta las varias perdidas del sistema. Los coeficientes de las bombas, de las tuberías y de los sensores han sido calculados por vía estadística y un análisis de los resultados ha comprobado que el sistema es linealizable en una series de puntos de equilibrio por vía gráfica mediante Scicos y por vía numérica mediante un script de Matlab. Después de la linealización se ha podido calcular una función media a través de una reducción de un modelo de estado. Los polos deseados han sido asignado mediante un controlador PI y en espacio de estado con términos integrales. Este estudio ha permitido demostrar la posibilidad de determinar ecuaciones representativas del sistema supuesto y la funcionalidad de RTAI y de Scicoslab para la acción de control en tiempo real de un sistema MIMO no lineal.