Sistema de control y adquisición de datos para bancos de ensayo multieje

Este proyecto consiste en diseñar un sistema de control multieje, junto con su algoritmo de control, para sistemas de ensayo multiaxiales. Para ello, este proyecto se realizó en colaboración con Ibertest S.A., que proporcionó un banco de ensayos prototipo multieje con el que se diseñó y probó el sistema de control.
El objetivo principal de este proyecto es desarrollar un sistema de control y adquisición de datos que pueda adaptarse a soluciones de ensayo multiaxial, sin importar la cantidad de ejes que utilice.
El proyecto comenzó finalizando la configuración del banco de pruebas proporcionado por Ibertest. El proceso implicó instalar el software que necesita la CPU del banco, configurarlo y luego instalar y configurar todos los módulos de expansión necesarios para que la CPU tenga acceso a las servoválvulas que controlan los cilindros hidráulicos, las celdas de carga que miden la fuerza aplicada por los actuadores y finalmente la medida de posición de los transductores de posición absolutos.
Una vez configurado el hardware, se inició el desarrollo del sistema de control con MATLAB y Simulink. La solución final es un modelo de Simulink que consta de una máquina de estado simple, un bloque de E/S para todos los sensores y servoválvulas y, finalmente, el algoritmo de control desarrollado que consiste en un algoritmo mínimos cuadrados Gauss-Newton para adaptarse lentamente a la señal de referencia, con la ayuda de un conjunto simple de bucles PI.
Luego, el sistema se probó con 2 tipos diferentes de ensayos, seguimiento en posición y seguimiento en fuerza en el banco de pruebas de prototipos. Usando estas pruebas, el sistema se mejoró hasta que el sistema de control pudiera controlar cualquier número de los 4 ejes disponibles en el banco de pruebas, de forma independiente y con buenos resultados de seguimiento.

This project consists of designing a multiaxial control system, alongside its control algorithm, for multi-axial testing systems. In order to do this, this project was made in collaboration with Ibertest S.A., who provided a prototype multiaxial testing bench with which the control system was designed and tested with.
The main goal of this project is to develop a control and data acquisition system that can adapt to multiaxial testing solutions, no matter the amount of axis it might use.
The project started by finishing the configuration of the testing bench provided by Ibertest. The processed involved installing the software needed by the onboard CPU, configuring it, and then installing and configuring all the necessary expansion modules for the CPU to have access to the servo valves that control the hydraulic cylinders, the load cells that measure the force applied by the actuators and finally the read the measurements from the absolute position transducers.
Once the hardware was configured, the development of the control system started on MATLAB and Simulink. The final solution is a Simulink model that consists of a simple state machine, a I/O block for all the sensors and servo valves, and finally the developed control algorithm that consists of a Least Mean Square Gauss-Newton Algorithm to slowly adapt to the reference signal, aided by a simple set of PI Loops.
The system was then tested with 2 different types of tests, Position tracking and Force tracking tests on the prototype testing bench. Using these tests, the system was refined until the control system can control any number of the 4 axes available on the testing bench, independently and with a good tracking results.