2. La aplicación

2.1. Estructura del código

El código fue realizado utilizando una combinación de programación estructurada y programación orientada a objetos. En la siguiente imagen se observa un esquema que representa la jerarquía del programa:

Estructura

En la primera columna se encuentra el archivo main o principal, el cual se encarga de la creación de la ventana gráfica y del llamado de los archivos «handlers», los cuales se observan en la columna dos (Análisis, Entonación, Lógica difusa y Simulación), los archivos «handler» tienen la tarea de manejar la interfaz gráfica y hacer de enlace entre el usuario y las rutinas.

Los archivos de rutinas se observan en la tercera columna, su función es la de realizar los cálculos necesarios que solicite el usuario por medio de la interfaz gráfica.

2.2. Interfaz gráfica

La interfaz gráfica fue realizada utilizando PySide2, las funciones de Laboratorio Virtual fueron separadas en pestañas. En las siguientes imágenes se señalan cada uno de los componentes que integran cada función.

2.2.1. Función de análisis

analisis
analisisSS

  1. Pestañas de funciones

  2. Selector de representación

  3. Coeficientes de la función de transferencia

  4. Agregado de Delay

  5. Discretización del proceso

  6. Datos del análisis

  7. Botón para realizar el análisis

  8. Pestañas de gráficas

  9. Gráfica con Matplotlib

  10. Barra de herramientas de la gráfica

  11. Matrices de estados

2.2.2. Función de entonación de controladores PID

Estructura
Estructura

  1. Función de entonación automática

  2. Resolución de los sliders

  3. Sliders de ganancias

  4. Sliders de tiempo y coeficiente N

  5. Gráfica con PyQtGraph

  6. Carga del archivo CSV

  7. Separador del archivo CSV

  8. SPAN de la variable del proceso

  9. SPAN de la entrada al proceso (EFC)

  10. Slider para ajustar $t_1$

  11. Gráfica de la variable del proceso

  12. Gráfica de la entrada al proceso (EFC)

2.2.3. Función de diseño de controladores difusos

Estructura

  1. Número de entradas y salidas

  2. Selección de esquema de control

  3. Botón para iniciar el diseño

  4. Botón para cargar un diseño

  5. Botones para salvar los diseños

  6. Botón para exportar el diseño a FIS

  7. Pestañas para el diseño

  8. Información general

  9. Estructura de entradas y salidas

  10. Esquema de control

Estructura

  1. Número de entrada/salida

  2. Nombre de la entrada/salida

  3. Número de etiquetas

  4. Rango de la entrada/salida

  5. Método de defuzzificacion

  6. Número de etiqueta

  7. Nombre de la etiqueta

  8. Tipo de función de membresía

  9. Definición de la función de membresía

  10. Gráfica de las funciones de membresía

Estructura

  1. Lista de reglas

  2. Lógica de las premisas

  3. Etiquetas de las entradas

  4. Opción para negar la entrada

  5. Etiquetas de las salidas

  6. Peso de la salida

  7. Botón para agregar una regla

  8. Botón para cambiar una regla

  9. Botón para eliminar una regla

  10. Botón para crear el controlador y realizar pruebas

Estructura
Estructura

  1. Activación de reglas de forma gráfica para las entradas

  2. Slider para asignar entrada

  3. Valor de entrada

  4. Activación de reglas de forma gráfica para las salidas

  5. Valor de salida

  6. Respuesta del controlador

  7. Barra indicadora de altura (para dos entradas)

2.2.4. Función de simulación de sistemas de control

Estructura
Estructura

  1. Pestañas de simulación

  2. Esquema de control

  3. Barras de configuración

  4. Botón para simular

  5. Gráfica de respuesta del sistema

  6. Gráfica de la señal de control

confGeneral
confAvz
confBloq
confControlador

  1. Barra de configuración general

  2. Selección del esquema de control

  3. Tiempo de simulación

  4. Valor del setpoint

  5. Setpoint avanzado (variable)

  6. Barra de configuración avanzada

  7. Orden del atraso por PADE

  8. Activación del filtro para la derivada

  9. Selección del método de Runge-Kutta

  10. Tolerancia relativa para el paso variable

  11. Tolerancia absoluta para el paso variable

  12. Máximo incremento del tamaño de paso

  13. Mínimo decremento del tamaño de paso

  14. Factor de seguridad para el paso variable

  15. Botón para reiniciar la configuración

  16. Barra de bloques adicionales

  17. Activación del sensor

  18. Numerador del sensor

  19. Denominador del sensor

  20. Activación del accionador

  21. Numerador del accionador

  22. Denominador del accionador

  23. Activación del saturador

  24. Límite inferior del saturador

  25. Límite superior del saturador

  26. Barra de configuración del controlador

  27. Controlador difuso

  28. Ganancia proporcional del PID

  29. Ganancia integral del PID

  30. Ganancia derivativa del PID

  31. Coeficiente N