Modelamiento Planta Control
Páginas: 7 (1578 palabras)
Publicado: 22 de mayo de 2012
MODELAMIENTO DE ROBOT BALANCIN
LAZO ABIERTO Y CERRADO
Presentado por:
Janner Pedraza
Felipe Fino
Fernando Sabogal
Andres Villamil
Presentado a:
fernando Pedraza
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD INGENIERIA ELECTRONICA
CONTROL III
Bogotá D.C. mayo de 2010
OBJETIVOS
GENERAL
* Realizar el modelamiento de la Planta Robot Balancín, en lazo abierto y lazocerrado, analizando su comportamiento.
* Analizar la respuesta del sistema al escalón unitario para diferentes valores de las variables en el sistema.
* Identificar criterios de estabilidad para el sistema.
ESPECÍFICOS
* Definir las ecuaciones del movimiento para el sistema de péndulo invertido aplicado en el robot equilibrista
* Crear el modelo en simulink según elmodelamiento matemático realizado
* Realizar la simulación para las entradas Paso, Escalón y senosoidal para el sistema modelado
INTRODUCCION
El péndulo invertido es un dispositivo físico que consiste en una barra cilíndrica con libertad de oscilar alrededor de un pivote fijo. Este pivote es montado sobre un carro el cual en su giro puede seguir una trayectoria horizontal, Nuestro propósitofinal es conservar el péndulo perpendicular ante la presencia de perturbaciones, donde el péndulo inclinado regresa a la posición vertical cuando se aplica al carro una fuerza de control apropiada y al final de cada proceso de control, se pretende regresar el carro a la posición de referencia. La fuerza correcta es establecida a través de las mediciones de los valores instantáneos de la posiciónhorizontal y el ángulo de inclinación del péndulo, por lo que hacemos uso del diseño de un observador de orden mínimo.
El diseño es solventado bajo el uso de Matlab y Simulink, cuyo análisis, modelado y simulación nos conduce a concretar los objetivos planteados, sin embargo al ser la simulación un aspecto importante pero bajo ningún aspecto un sustituto de un hardware real, proponemos laconstrucción de nuestro controlador como propósito final con uso de componentes análogos simples, el cual nos suministra claras diferencias en nuestro modelo analizado y el real, especialmente por factores tomados bajo asunciones, tales como fricción, ruido y no linealidades del sistema.
El sistema esta compuesto por un control PID compuesto por comparadores y sensores capaces de calcular las accionesde control. El sistema a su vez cuenta con comunicación inalámbrica hacia el PC permitiendo conocer el estado del sistema como torque del motor y dirección.
El sistema puede describirse brevemente como un sistema de control PID en el cual la señal producida por los sensores, mediante un punto de referencia en los comparadores, indicaran hacia donde debe presentarse el movimiento de los motores,producida por una señal PWM con su respectivo control antifaces que se explicara con mas detalle mas adelante.
PENDULO INVERTIDO
El péndulo invertido es un problema de control clásico, normalmente cubierto en clases introductorias de controles y dinámica, además es muy conocido por su excelente analogía para el diseño de un controlador de vibraciones en las plataformas para el lanzamientode un cohete, como también para la estabilización de grúas, edificaciones, robótica y sobre todo para aplicaciones didácticas, por ser un excelente medio de comprobación y evaluación de las diferentes metodologías de control. Muchos péndulos invertidos modernos usan sensores giroscópicos, encoders ópticos de precios exorbitantes con microprocesadores o computadoras completas para implementar susalgoritmos de control. Mientras la sofisticación de esos sensores y poder de estimación de estos dispositivos tiene sus ventajas, estos generan un problema de control intangible para el estudiante con solo conocimientos rudimentarios de esos sensores y de técnicas de controles avanzadas.
De esta manera, al ser no nuevo el desafío de estabilizar el problema de un péndulo invertido sobre un...
LAZO ABIERTO Y CERRADO
Presentado por:
Janner Pedraza
Felipe Fino
Fernando Sabogal
Andres Villamil
Presentado a:
fernando Pedraza
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD INGENIERIA ELECTRONICA
CONTROL III
Bogotá D.C. mayo de 2010
OBJETIVOS
GENERAL
* Realizar el modelamiento de la Planta Robot Balancín, en lazo abierto y lazocerrado, analizando su comportamiento.
* Analizar la respuesta del sistema al escalón unitario para diferentes valores de las variables en el sistema.
* Identificar criterios de estabilidad para el sistema.
ESPECÍFICOS
* Definir las ecuaciones del movimiento para el sistema de péndulo invertido aplicado en el robot equilibrista
* Crear el modelo en simulink según elmodelamiento matemático realizado
* Realizar la simulación para las entradas Paso, Escalón y senosoidal para el sistema modelado
INTRODUCCION
El péndulo invertido es un dispositivo físico que consiste en una barra cilíndrica con libertad de oscilar alrededor de un pivote fijo. Este pivote es montado sobre un carro el cual en su giro puede seguir una trayectoria horizontal, Nuestro propósitofinal es conservar el péndulo perpendicular ante la presencia de perturbaciones, donde el péndulo inclinado regresa a la posición vertical cuando se aplica al carro una fuerza de control apropiada y al final de cada proceso de control, se pretende regresar el carro a la posición de referencia. La fuerza correcta es establecida a través de las mediciones de los valores instantáneos de la posiciónhorizontal y el ángulo de inclinación del péndulo, por lo que hacemos uso del diseño de un observador de orden mínimo.
El diseño es solventado bajo el uso de Matlab y Simulink, cuyo análisis, modelado y simulación nos conduce a concretar los objetivos planteados, sin embargo al ser la simulación un aspecto importante pero bajo ningún aspecto un sustituto de un hardware real, proponemos laconstrucción de nuestro controlador como propósito final con uso de componentes análogos simples, el cual nos suministra claras diferencias en nuestro modelo analizado y el real, especialmente por factores tomados bajo asunciones, tales como fricción, ruido y no linealidades del sistema.
El sistema esta compuesto por un control PID compuesto por comparadores y sensores capaces de calcular las accionesde control. El sistema a su vez cuenta con comunicación inalámbrica hacia el PC permitiendo conocer el estado del sistema como torque del motor y dirección.
El sistema puede describirse brevemente como un sistema de control PID en el cual la señal producida por los sensores, mediante un punto de referencia en los comparadores, indicaran hacia donde debe presentarse el movimiento de los motores,producida por una señal PWM con su respectivo control antifaces que se explicara con mas detalle mas adelante.
PENDULO INVERTIDO
El péndulo invertido es un problema de control clásico, normalmente cubierto en clases introductorias de controles y dinámica, además es muy conocido por su excelente analogía para el diseño de un controlador de vibraciones en las plataformas para el lanzamientode un cohete, como también para la estabilización de grúas, edificaciones, robótica y sobre todo para aplicaciones didácticas, por ser un excelente medio de comprobación y evaluación de las diferentes metodologías de control. Muchos péndulos invertidos modernos usan sensores giroscópicos, encoders ópticos de precios exorbitantes con microprocesadores o computadoras completas para implementar susalgoritmos de control. Mientras la sofisticación de esos sensores y poder de estimación de estos dispositivos tiene sus ventajas, estos generan un problema de control intangible para el estudiante con solo conocimientos rudimentarios de esos sensores y de técnicas de controles avanzadas.
De esta manera, al ser no nuevo el desafío de estabilizar el problema de un péndulo invertido sobre un...
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