Control

DISEÑO Y CONTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL MULTIVARIABLE NO LINEAL PARA POSICIONAMIENTO BIDIMENSIONAL


















JUAN DAVID ARIAS GALEANO
HECTOR ANDRES RAMIREZ ARISTIZABAL


















UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
PEREIRA
2014
DISEÑO Y CONTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL MULTIVARIABLENO LINEAL PARA POSICIONAMIENTO BIDIMENSIONAL








JUAN DAVID ARIAS GALEANO
HECTOR ANDRES RAMIREZ ARISTIZABAL









Trabajo de grado para optar al título en Ingeniería Mecatrónica







Director, P(h)D. Eduardo Giraldo Suarez










UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA
INGENIERIA MECATRÓNICA
PEREIRA
2014
CONTENIDO

pág.TABLA DE FIGURAS

pág.





TABLA DE ANEXOS

pág.








RESUMEN


En el siguiente trabajo se presentan los resultados de aplicar el algoritmo de identificación de mínimos cuadrados y un control adaptivo por reubicación de polos a una planta de tercer orden, esta planta es un sistema multivariable de 2 entradas y dos salidas representado como un sistemaPlato-bola, el cual es una planta no lineal e inestable.

Por otro lado el algoritmo de mínimos cuadrados se utiliza para identificar un modelo dinámico digital de la planta y luego, con los parámetros estimados de la misma, sintonizar en tiempo real un control por reubicación de polos con acción integral.

En segundo lugar, se presenta el diseño, construcción y modelado del sistema plato-bola; elmodelado de la planta es utilizado para la simulación del algoritmo de identificación y el control adaptativo por reubicación de polos con acción integral. Por ende, en el control en tiempo real se va a identificar la planta en línea.

Por consiguiente, para realizar la lectura de posición de la bola sobre el plato se utiliza una cámara web para hacer un procesamiento digital de imágenes paradetectar la bola en el plano, por medio del umbral y una región de interés; y el centroide el cual devuelve la posición en el eje X y Y.

Por último, los resultados del controlador descritos durante el presente trabajo tienen resultados óptimos en términos de la identificación de los parámetros de la planta. Por ende el control adaptativo por reubicación de polos presenta un desempeño adecuado en lossistemas multivaribles no lineales e inestables.



















INTRODUCCIÓN


Para el caso particular de un sistema plato-bola, el cual es una aplicación de posicionamiento bidimensional (multivariable), tiene factores que dificultan el proceso de control tales como la interacción o efecto de un lazo de control sobre otro lazo de control, alterando el efecto sobre ellazo original y la función de transferencia entre cada salida y cada entrada cambia en función del resto de los lazos de control, esto quiere decir que no se pueden sintonizar los controladores de cada lazo de forma independiente como ocurre en un lazo de control convencional. Por otro lado, dicho sistema es de tipo no lineal, exigiendo así el uso de herramientas computacionales y modeloscomplejos.

Por otro lado, la implementación de un sistema de control multivariable para un sistema de posición bidimensional sobre un sistema plato-bola, en cuanto al diseño y la ejecución de las actividades debe estar muy estructurada para lograr una buen desarrollo del proyecto y así tener un trabajo óptimo, para lo cual se necesita una idea general centrada para dar partida a las actividades de queella se desprende. Esta idea central parte del objetivo general el cual es:

Implementar un sistema de control multivariable no lineal para un sistema de posicionamiento bidimensional, con aplicación sobre un sistema plato-bola

Las actividades que se desprenden de una idea general ayudan a la elaboración de una buena dinámica para el desarrollo del diseño, en este caso poder diseñar e...