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INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript. INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript es un lenguaje de programación de alto nivel que incluye más de 600 funciones.

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1 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript

2 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript es un lenguaje de programación de alto nivel que incluye más de 600 funciones. Funciones de algebra lineal, filtros digitales, funciones para resolver ecuaciones diferenciales, probabilidad, estadísticas, etc. Se pueden crear funciones del usuario. Los scripts son interpretados secuencialmente por líneas. Los scripts son archivos de texto que pueden ser editados por cualquier editor de textos. Deben ser grabados con extensión.m Visualizar datos en «plots». Los comandos de MathScript son similares a los de Matlab (algunos comandos puede que no estén implementados) LabVIEW MathScript Ejemplo escrito en Matlab (1)Ejemplo escrito en Matlab(2)

3 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript se puede usar de dos maneras; -En un Nodo MathScript, en el cual aparece como un cuadro dentro del diagrama de bloques de un VI (disponible en Functions/Mathematics/Scripts&Formulas palette). -En una ventana MathScript como una herramienta matemática totalmente independiente de LabVIEW. LabVIEW MathScript

4 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

5 Ejemplo

6 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA La ventana Workspace, contiene Variables, Script, History en sub- ventanas conteniendo los siguientes tab: Variables: Lista todas las variables generadas. El valor numérico de estas variables pueden ser desplegados. Script: Abre un Editor de Script. Para abrir otro Script editor: Select File/New Script Editor. History: Muestra una lista de todos los comandos previos ejecutados. Ventana MathScript Windows Ejemplo

7 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript >>4+5 ans = 9 >>ans+7 ans = 16 Varios comandos pueden ser escritos en una misma línea, separando los comandos por coma o punto y coma. Con ; el resultado no es desplegado pero sí es ejecutado Con, el resultado es visible >>z=5;x=4,y=8 x = 4 y = 8 Ejemplo

8 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript MathScript distingue entre minúsculas y mayúsculas. Help, escribir primero help seguido de la función o comando. Los comandos conocidos por lo general incluyen un ejemplo. >>help plot Ejemplo

9 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Formato de números El comando format es usado para seleccionar distintas presentación de los números. Format short, 100*pi (5 dígitos) Format long (16 dígitos) Format short e (5 dígitos y exp. de 10) Format long e (16 dígitos y exp. De 10) Para la mayoría de los casos basta con format short, que es el formato por defecto. Para resetear el formato escriba format short Ejemplo

10 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Formato de números X1=0.1 X1=1e-1 X3=2e2 X4=2*10^2 X5=exp(1) X6=4+3i Todas las variables generadas en una sesión de MathScript son guardadas en un MathScript Workspace. Para ver los contenidos de esas variables menú Tools/Workspace/Variables (tab). Alternativamente se puede usar el comando who Borrar una variable con clear x6.

11 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript MATRICES Y VECTORES, o espacio; Para crear una matriz, usamos, o espacio para separar elementos de una fila y ; para separar columnas. Para crear una matriz que tengan 1 y 2 en la primera fila y 3 y 4 en la segunda, escribimos: ; >>A=[1,2;3,4] A = La transpuesta de una matriz con apóstrofe: >>B=A' B = Ejemplo

12 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript - Creación de Matrices Abrimos un corchete, introducimos los valores deseados separados por espacios o comas y cerramos con un corchete. Los elementos individuales de un array se acceden utilizando subíndices; así z(5) en el ejemplo es igual a 6. Otra forma de introducir arrays, mediante notación dos puntos, (6:1:10), crea un array que comienza en 6, incrementa en 1 y finaliza en 10. z=[1:9] z=[ ] z=[1,3,4,5,6,7,9] z(5) ans = 6 z =

13 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Para crear un vector fila desde 0 a 4 con incremento de 1: M=[0:4] Para crear un vector fila desde 0 a 4 con incrementos de 0.5: M=[0:0.5:4] Para crear un vector columna desde 0 a 4 con incremento de 1: M=[0:4] Crear matrices por combinación de vectores: C1=[1,2,3];C2=[4,5,6]; >>M=[C1,C2] M = >>N=[C1;C2] N = >>N' ans =

14 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Para direccionar un elemento de una matriz se usa indexación standard (número de fila, número de columna) El elemento indexado se inicia con uno, no con cero como en LabVIEW. M=[ ; ] Producto de dos vectores (elemento x elemento), operador punto (.) >>[ ].*[ ] ans = Ejemplo

15 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Ejemplo >>A=[ ] A = >>B=[ ] B = >>A*B Error in function * at line 1: The sizes of the input matrices are incompatible. Verify that the matrices have the same size or that one is a scalar. >>A.*B ans =

16 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Otra forma de crear arrays: Función linspace linspace(primer exponente, último exponente, número de valores) >>linspace(1,10,10) ans =

17 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA TEXTO Una cadena de caracteres es texto rodeado entre comillas simples () >>t='esto es una cadena de caracteres t = esto es una cadena de caracteres t(13:18) ans = cadena

18 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript sigue el convenio usual, donde un número complejo se escribe de la forma 4+7*i (4+7*j). Las operaciones matemáticas sobre números complejos se escriben de la misma forma que con números reales. Las funciones real, imag, abs y angle son útiles para la conversión entre las formas polar y rectangular. NUMEROS COMPLEJOS

19 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

20 LabVIEW MathScript function Rt = rvt (r, t) %Definición de la función %Rt Resistencia variable con la temperatura %Parametros r=Resistencia a 20 grados %Parametros dt=t-20; dt=t-20; % Rt (r,t) devuelve el valor de R alfa=0.004; Rt=r*(1+alfa*dt); function Xc=XC(C,f) XC=1/(2*pi*50*C*1e-6) function reactancia=XL(L,f) XL=2*pi*f ejemplo

21 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript function Rt = rvt (r, t) %Definición de la función %Rt Resistencia variable con la temperatura %Parametros r=Resistencia a 20 grados %Parametros dt=t-20; dt=t-20; % Rt (r,t) devuelve el valor de R alfa=0.004; Rt=r*(1+alfa*dt); ejemplo

22 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA ARCHIVOS SCRIPT MathScript permite leer órdenes desde un simple archivo de texto grabado previamente con extensión m. corriente.m U=220; Z=5+4*j; I=U/Z Im=abs(I) Ir=real(I) Ij=imag(I) phi_g=angle(I)*180/pi >>type corriente U=220; Z=5+4*j; I=U/Z Im=abs(I) Ir=real(I) Ij=imag(I) phi=angle(I)*180/pi

23 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Las funciones tienen que estar grabadas en el directorio de trabajo -por defecto de LabVIEW Data-. LabVIEW MathScript

24 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA x=1 while x<15 x=2*x end for x = 1:1:10 y=sin(x) end for x=1:100 if x<50 x=x+1 elseif x>=50 x=x+2 end MathScript- While – For - If

25 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript- While – For - If mynumber=input('ingrese un numero entero') switch mynumber case -1 disp('numero negativo'); case 0 disp('numero cero'); case 1 disp('numero positivo'); otherwise disp('ingresó otro número'); end

26 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA MathScript- While – For - If

27 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Recuperación de ondas de corriente Ejercicio

28 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Ejemplo

29 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA t=[0:.1:100]; y1=sin(0.2*t); y2=sin(0.6*t); y=y1+y2; plot(t,y1,'r',t,y2,'b',t,y,'g') LabVIEW MathScript

30 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript t=[0:.1:10]; y1=sin(0.2*t); y2=sin(0.6*t); y=y1+y2; fprintf('Variable medida %.2f con dos decimales\n',y)

31 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Grabar y leer a txt Ejercicio

32 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA fid = fopen('testvoltage.txt', 'w'); fprintf(fid, '%.2f\n', u); fclose(fid); fid = fopen(filename, mode) fprintf(fid, format, b,...) Grabar a txt Ejercicio

33 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Grabar a txt Ejercicio

34 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Leer txt Ejercicio

35 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Leer txt Ejercicio

36 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Variables

37 OPERACIONES RELACIONALES Y LÓGICAS OPERADORES RELACIONALES OPERADORES LÓGICOS Igual == No igual ~= Menor que < Mayor que > Menor o igual que <= Mayor o igual que >= AND & OR | NOT ~

38 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Funciones definidas por el usuario

39 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Ejercicio Graficar vectores XY

40 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Ejercicio

41 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LabVIEW MathScript Ejercicio

42 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Plotear una onda seno

43 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA GRAFICAS EN MathScript Primero se crean los valores para el eje horizontal x (variable independiente), seguido se calcula el eje vertical y (variable dependiente). La orden plot(x, y) genera la gráfica: x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y); grid on; title('Señal Seno') xlabel('Tiempo') ylabel('Volt')

44 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

45 Text(x,y,string) Ejercicio x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y); text(2,0.8,'seno') gtext('función seno')

46 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

47 MathScript Node

48 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Funciones a aplicar en Ingeniería Eléctrica

49 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA PROBLEMAS GUÍA 7

50 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 1 Ejercicio 1 Ejercicio 1.- Grafique cinco ciclos completos para las funciones seno y coseno en un Plot con la sintaxis de MathScript. En el gráfico la función seno debe aparecer en color rojo y la función coseno en azul.

51 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 2.- Comprobación de compatibilidad entre Matlab y MathScript: Copiar el script del Trabajo Práctico Nº 2 de Dinámica de Máquinas Eléctricas en un nodo MathScript y modificando los gráficos de salida para obtener la figura siguiente: Ejercicio 2 Ejercicio 2

52 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 2 Ejercicio 2

53 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 2 Ejercicio 2

54 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 3.- Adquiera una muestra de 10 lecturas con el demo Read Tensión y a través de estructuras events y nodos MathScript grabe y lea el archivo txt, obteniendo la lectura en un array. (Obtenga en help información de cómo emplear las funciones: fopen, fprintf, fclose, fscan) Ejercicio 3 Ejercicio 3

55 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio 4: A partir de un archivo csv con registros de ondas de tensiones y corrientes obtenidas con el analizador HIOKI en un ensayo de generador trifásico, obtener a partir de sintaxis de MathScript los THDu y THDi, de una de las fases. A partir de los datos de FFT calcular la corriente de neutro. Incorporar el espectro de frecuencia de los armónicos contenidos en la corriente de fase. Ejercicio 4 Ejercicio 4

56 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA PROBLEMAS ADICIONALES

57 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

58 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

59

60 Agregar Gráfico del Triángulo de Potencias.

61 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

62 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

63 Ejercicio

64 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Llamar rutinas Matlab Ejercicio

65 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

66 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

67 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

68

69 Ejercicio

70 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA

71 Ejercicio 11.- A partir de los datos grabados en el Analizador de Redes HIOKI en un ensayo de laboratorio con una lámpara de bajo consumo LFC de 20 W se obtuvo la siguiente tabla: El factor de desplazamiento medido en el Hioki fue de Obtener la señal de corriente utilizando sentencias de MathScript en un plot con los detalles de la figura: Ejercicio

72 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

73 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

74 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio.- Diseñe un subVI LFC –lámpara fluorescente compacta- con fuentes simuladas que sea capaz de generar la misma onda de corriente. Complete la aplicación obteniendo para un sistema trifásico de 3x380V los siguientes datos: 1.THDF% 2.Espectro de frecuencias 3.Factor de potencia verdadero (mostrando en un mismo Meter el ángulo y el ángulo correspondiente a ) 4.Valor eficaz de la corriente para una lámpara en un Meter. 5.Corriente de línea y neutro para un sistema equilibrado conformado por 100 lámparas por fase. 6.Potencias activas, reactivas y aparentes por fase y totales.

75 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA LFC20W.vi

76 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

77 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

78 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

79 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

80 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

81 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio

82 INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Ejercicio


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