Propuesta de Proyecto para la Materia de Control Clsico

Integrantes: Orozco Alonso Jos DavidVelasco Soriano MagalyXolalpa Lpez Rubn

Nombre: Pndulo Invertido

Objetivo:

Disear y controlar un sistema de pndulo invertido utilizando mtodos de control aprendidos en clase y haciendo uso de software para la programacin del motor, diseo del mecanismo y simulacin del modelo.

Justificacin:

Este trabajo se basar en la aplicacin de tcnicas de control para un sistema mecnico disendolos para que los estudiantes lo utilicen y se apoyen en l para realizar de forma prctica la validacin de los conceptos vistos en clase. La aplicabilidad prctica del sistema de control del Pndulo Invertido la podemos encontrar en ramas de la ingeniera como gras, brazos robticos, puente gras, y en el rea de la biologa en el caminar bpedo en autmatas planares (Maquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado en un espacio geomtrico que es bidimensional o plano) as como los conceptos bsicos para el desarrollo de un modelo fsico de caminante bpedo, el cual tiene la caracterstica fundamental de abordar el problema del avanzar hacia delante de forma individual, evitando las complicaciones que van enlazadas con las producidas del balance lateral

Marco Terico:

El pndulo invertido, es un dispositivo que consiste en una barra con libertad de oscilar sobre un punto de apoyo situado encima de un vehculo en movimiento a travs de un espacio determinado bajo la influencia de perturbaciones, en el cual se busca la estabilizacin a partir de un sistema de control para conservarlo en posicin vertical, aplicando para esto una accin correctiva (sta es establecida por las mediciones de los valores instantneos del ngulo de inclinacin del pndulo, capturada por el transductor). Para realizar el diseo, la simulacin y el anlisis del prototipo de pndulo invertido se estudiarn sus componentes mecnicos y su comportamiento al aplicarle una fuerza externa, con lo cual se elaborar el modelado matemtico que describa el sistema para continuar con el diseo de su sistema de control.

El objetivo a alcanzar, es mantener el pndulo en posicin vertical tanto como sea posible y tener control sobre la posicin del carro, bajo esta condicin el sistema en cuestin puede ser modelado considerando las desviaciones angulares por parte del pndulo, en donde el tipo de diseo vendr acondicionado por todos los movimientos que el carro necesita para posicionarse sin que el pndulo se desvi desde su ubicacin vertical ms de un cierto ngulo, el cual debe darse en un tiempo razonable. Las perturbaciones que ingresan en el sistema son tomadas por el potencimetro que mide el ngulo de inclinacin para entregar un voltaje anlogo que indica el ngulo del pndulo para obtener una respuesta y obtener su estabilidad y corregir esta perturbacin. Para la variacin del ngulo de la barra utilizamos un potencimetro debido a que este componente se ajusta a una razonable capacidad econmica, la utilizacin de otros dispositivos como los encoders son ms costosos. Este potencimetro se encarga de entregar una seal de voltaje anlogo en el que indica el ngulo en la que se encuentra la barra. El diseo mecnico del prototipo de pndulo que se realizar en Solidworks, permitir modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planos como otro tipo de informacin necesaria para la elaboracin del prototipo, y tener una nocin de las fuerzas que actan dentro del diseo planteado, para realizar el anlisis y el diagrama de cuerpo libre. Con estos datos que se consigan se podr realizar el modelo matemtico que permita interpretar mediante mtodos matemticos el comportamiento del sistema para hacer inferencia y tomar decisiones. En el diseo de un sistema de control se emplean formulaciones matemticas del problema y se aplica la teora matemtica para disear los problemas en los que el sistema puede tener entradas y salidas mltiples y ser variantes con el tiempo, obteniendo la funcin de transferencia.