Control de velocidad y temperatura de un motor

Resumen: Control de velocidad y temperatura de un motor, mediante un autómata finito (AF) o máquina de estado finito que es un modelo computacional que realiza cómputos en forma automática sobre una entrada para producir una salida. En este caso se  simularon las entradas con botones y widgets del Qt, para obtener las distintas salidas del autómata. 

1. Introducción

El control de velocidad y temperatura del motor se realizó utilizando una Máquina de Moore que es un autómata de estados finitos para el cual la salida depende del estado en que queda el autómata después de procesar cada símbolo de entrada. El diagrama de estados para una máquina Moore incluirá una señal de salida para cada estado.

Motivación: El motivo por el cual elegí como proyecto final  un autómata, es que estamos rodeados de ejemplos palpables de autómatas en la vida diaria, como  lavarropas, alarmas, molinos de subtes, lectores de tarjetas, máquinas de café, etc. Luego como caso a desarrollar opte el control de velocidad y temperatura de un motor algo con lo que todo Ingeniero alguna vez se va a cruzar.

1. Desarrollo

Máquina de Moore es un EFM cuyas salidas dependerá sólo el estado actual.

Una máquina de Moore puede ser descrita por un 6 tupla (Q, Σ, O, δ, X, q 0) donde -

• Q es un conjunto finito de estados.

• Σ es un conjunto finito de símbolos llamados el alfabeto de entrada.

• es un conjunto finito de símbolos llamados el alfabeto de salida.

• δ es la función de transición de entrada donde δ: Q × Σ → Q

• X es la función de transición de salida donde X: Q × Σ → O

• q 0 es el estado inicial desde donde se procesa cualquier entrada (q 0 ∈ Q).

El diagrama de estado para el control de velocidad y temperatura se encuentra en la Ilustración 1.

[pic 1]

Ilustración 1.

En la tabla 1, se puede observar  las transiciones del autómata.

[pic 2]

Tabla 1.

El aspecto final del autómata desarrollado con Qt Creator, se puede ver en la ilustracion2. Para lograr la salida en pantalla mostrada, se programaron tres programas. Uno principal que es donde se resuelve el autómata, el segundo donde se dibuja un motor que consta de un estator y un rotor, que luego serán animados, el tercero donde se dibuja un termómetro con distintas temperaturas para también animarlo mediante gif.

Ilustración 2.

1. Desarrollo detallado.

      El programa principal consta de dos clases (control.h) y (mainwindow.h) y sus correspondientes (.cpp) un (mainwindow.ui) para la parte gráfica, y por ultimo un resourse para los iconos de los botones que simulan las entradas del autómata. Con estructura que se puede ver en la ilustracion3.

[pic 3]

Ilustración 3.

En la clase control, se declaran los estados y entradas del autómata, como muestra la ilustracion4.

[pic 4]

Ilustración 4.

En el (.cpp), se observa que el autómata tiene por estado inicial stop. Se armó la matriz transición, como muestra la ilustracion5.

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