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Revista Universitaria en Telecomunicaciones Informática y Control. Volumen 1. N° 2. Noviembre 2012. ISSN 2227 - 3735

Control de posición de un sistema de levitación
Position control for a pneumatic levitation system
Víctor Hugo Mosquera Leyton, Germán Bacca, Oscar Quiñones Meneses, Jhon Anderson Díaz Fernández
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del CaucaPopayán, Colombia
{mosquera, gbacca, oscarjavier, jdiazfernandez}@unicauca.edu.co
(Recibido el 7 de Junio de 2012, Aceptado el 10 de Octubre de 2012)
Resumen –En este artículo se presenta el diseño, modelado y control de posición de un sistema de levitación neumático, el PID
implementado es este trabajo sostiene una esfera a una altura deseada mediante la regulación de la velocidad de un motor, la
cualestá directamente relacionada con el flujo de aire que contrarresta las fuerzas que se ejercen sobre la esfera; un sensor de
ultrasonido permite al sistema en lazo cerrado obtener la información para regular la altura.
Palabras claves: modelado, levitación, control PID y control de posición.

Abstract –This paper presents the design, modeling and control of position of a pneumatic levitation system,the PID is
implemented in this work regulate the a sphere height by regulating the speed of a motor, which is directly related to the flow
of air y the forces exerted on the sphere, an ultrasonic sensor allows the closed loop system to obtain information for regulate
the height.
Keywords: modeling, levitation, PID control and position control.

I.

INTRODUCCIÓN

El efecto de que un cuerpo sesuspenda en el aire sin
contacto físico se denomina levitación, la cual es el resultado
de una fuerza que contrarresta el peso del cuerpo u objeto
levitante. Esta levitación se clasifica según los medios
empleados, entre las cuales están, la levitación electrostática,
magnética, neumática, acústica y óptica; estas diferentes clases
de levitación permiten lograr el mismo efecto de suspender
cuerpos enel aire, pero con diferentes características. A partir
de lo anterior, este caso de estudio, tratará la levitación
neumática; área seleccionada para el desarrollo del modelo en
el dominio del tiempo.
Esta clase de levitación opera las variaciones en la presión
ejercida por gases, en este caso el aire, para mantener objetos
suspendidos en posición estable [1]. Esta levitación debe
garantizar lossiguientes efectos sobre el objeto: Una fuerza
que contrarreste el peso del cuerpo (la fuerza de gravedad que
actúa sobre el objeto que levita) y para que se halle en
suspensión estable, es necesaria una fuerza adicional que
contrarreste cada pequeño desplazamiento del objeto en
levitación.
La levitación neumática es un campo que está en proceso
de desarrollo y son muy pocas la aplicaciones en lascuales se
han aprovechado sus beneficios. Existen algunos trabajos en
los cuales se muestra el modelo dinámico de sistemas de

levitación y estrategias de control, como por ejemplo Position
Control of a Pneumatic Levitation System, trabajo presentado
en las XXV jornadas de automática en Ciudad Real España, el
cual presenta un sistema de levitación con una arquitectura que
se compone de unventilador centrífugo accionado por un
motor de corriente alterna conectado a un variador de
velocidad, que recibe el valor de consigna emitido por un
autómata programable; este toma decisiones a partir de la
medida de la altura del objeto en movimiento en dirección de
la corriente de aire; y esta medida es transmitida por un
sistema de visión de máquina que captura imágenes a la salida
del sistema.Finalmente el PC se comunica con el autómata
programable, transmitiéndole la medida de altura del objeto en
movimiento [2]. El proyecto Levitating Beachballs realizado
en Joseph Henry Laboratories, Princeton University,
Princeton, consigue mediante ecuaciones físico-matemáticas la
estabilidad o el punto de equilibrio vertical y horizontal de una
esfera levitando en ambiente abierto. Donde se...