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Ingeniería Técnica industrial Especialidad en Electrónica Industrial
Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática







Control de posición de un balancín con motor y hélice.

Junio 2012










Autor: Vladimir Viltres La Rosa Tutor: Francisco Javier García Ruiz

Introducción

1.1. Resumen................................................................................................................... 5
1.2. Objetivos................................................................................................................... 5
1.3. Antecedentes. ........................................................................................................... 6


Descripción de los elementos empleados

2.1. Características de laplanta. ................................................................................... 7
2.2. Sensor potenciométrico. .......................................................................................... 8
2.3. Arduino..................................................................................................................... 9
2.4. Comunicación Arduino-PC.................................................................................. 14
2.4.1. Puerto Serie. ........................................................................................................ 15
2.4.2. Puerto serie asíncrono. ....................................................................................... 16
2.4.3. USB...................................................................................................................... 16
2.4.4. Control de comunicación UART ....................................................................... 17
2.5. Simulink.................................................................................................................. 18


Modelado matemático

3.1. Movimiento de rotación de un sólidorígido........................................................ 23
3.2. Momento de inercia. ............................................................................................... 23
3.2.1. Momento de inercia para una masa puntual. .................................................. 23
3.2.2. Momento de inercia de una varilla cuyo eje de giro pasa por su centro de gravedad.................................................................................................................... 24
3.3. Momento de inercia total. ..................................................................................... 25
3.4. Obtención de la función de transferencia............................................................ 26
3.5. Identificación de un sistema de segundo orden. .................................................28
3.6. Simulación en lazo cerrado del modelo obtenido. .............................................. 33


Implementación del sistema de control

4.1. Regulador PID. ...................................................................................................... 35
4.2. Interfaz física......................................................................................................... 39
4.3. Programación de Arduino .................................................................................... 42
4.4. Lazo de control. Simulink. .................................................................................... 44
4.5. Sintonización del regulador PI. ........................................................................... 45


Resultados y conclusiones5.1. Resultados. ............................................................................................................. 48
5.2. Conclusiones........................................................................................................... 49
5.3. Líneas de desarrollo futuras. ................................................................................ 50


Anexos...