Levitacion 70711528002

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Picón M., Manuel C.;De la Cruz, Francisco L.
Control adaptativo por modelo de referencia de un sistema de levitación magnética
Ingeniería UC, Vol. 14, Núm. 2, agosto-sin mes, 2007, pp. 7-13
Universidad de Carabobo
Venezuela
Disponible en:http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=70711528002

Ingeniería UC
ISSN (Versión impresa): 1316-6832
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Venezuela

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REVISTA INGENIERÍA UC. Vol. 14, No 2, 7-13, 2007

Control adaptativo por modelode referencia de un
sistema de levitación magnética
Manuel C. Picón M., Francisco L. De la Cruz
Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”
Departamento de Ingeniería Electrónica
Campus UNEXPO, Av. Corpahuaico, Barquisimeto, Venezuela
Email: mpicon@cantv.net, fdlcruz@unexpo.edu.ve

Resumen
En este trabajo se propone el control adaptativo por modelo de referencia de unsistema de levitación magnética cuyo objetivo es mantener suspendida una esfera de metal ajustando la corriente en un electroimán mediante el voltaje de entrada. En primer lugar, se presenta una descripción detallada del modelo matemático del sistema
de levitación magnética. Dado que se trata de un modelo no lineal e inestable, se presenta el procedimiento de linealización del mismo y a continuaciónse realiza el diseño de un compensador para obtener un sistema estable.
Seguidamente se describe el procedimiento de diseño de un controlador adaptativo por modelo de referencia. Partiendo del modelo linealizado estable se diseña el controlador seleccionando un modelo de referencia adecuado.
Finalmente, se presentan los resultados de la simulación del sistema de levitación linealizado, compensadoy controlado por modelo de referencia para entradas tipo escalón y tipo sinusoidal observándose un desempeño altamente satisfactorio.
Palabras clave: Suspensión magnética, linealización, control adaptativo por modelo de referencia,
MRAC, compensación por adelanto de fase.

Model-reference adaptive control of a magnetic levitation system
Abstract
This paper proposes a Model-Reference AdaptiveController of a magnetic levitation system, whose objective is to keep a steel ball suspended in the air adjusting the current in an electromagnet through the input voltage.
At the first step, a mathematical detailed description of the magnetic levitation system is presented. This is a
nonlinear and unstable model and to solve this problem it must be linearized and compensated. Afterward, aModel-Reference Adaptive Controller is designed. Finally, the simulation results are presented to illustrate the
linearization, compensation and control approaches using step and sinusoidal inputs.
Keywords: Magnetic levitation, linearization, model-reference adaptive control, MRAC, phase–lead
compensator.
1. INTRODUCCIÓN
En este trabajo se aborda el problema de controlar la altura de una esfera de acero,respecto a un nivel
de referencia, mediante su suspensión (o levitación) en
contra de la fuerza de la gravedad, por medio del uso
de un electroimán. Este sistema ha sido muy estudiado
anteriormente debido a su utilidad en la demostración
de muchos principios básicos de ingeniería de control
[1-6] aunque también ha sido empleado para la aplicación de técnicas de control más complejas o innovadoras[7-10].

En este trabajo se presenta una nueva alternativa de control constituida por el Control Adaptativo
por Modelo de Referencia, MRAC [11]. Dado que el
sistema a controlar es no lineal e inestable, previamente se realiza su linealización alrededor de un punto de
equilibrio basada en la teoría de Lyapunov [12] para
luego seleccionar un compensador de adelanto de fase
[13]. Finalmente, se...