PDF superior Control predictivo multivariado para el sistema de péndulo invertido

Control predictivo multivariado para el sistema de péndulo invertido

Control predictivo multivariado para el sistema de péndulo invertido

este tipo de implementación, por su parte, el controlador MPC logra controlar la planta con relativa facilidad sin importar sus cambios de consigna o perturbaciones que pueda tener. Seguidamente se realiza una etapa de familiarización con la planta Quanser del péndulo invertido, reconociendo cada bloque y su funcionamiento dentro de la implementación. Para la siguiente etapa se añadieron los conceptos acerca de restricciones y se realizan pruebas con los mismos sistemas utilizados anteriormente para mirar el comportamiento de cada una variando las restricciones a la variable de salida del controlador.
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Control difuso del sistema del péndulo invertido

Control difuso del sistema del péndulo invertido

De la relación general obtenida para el sistema del péndulo invertido en el capítulo 11, se ve que ésta es lineal respecto a la posición y velocidad del carro, es decir, no es necesario linealizar el proceso respecto a ellos. Por consiguiente, estas variables no definirán las regiones en las que se dividirá el universo de entrada; esto es, no intervendrán en el antecedente de las reglas fuzzy. En realidad, la linealización se hace en la vecindad del plano definido por la posición y velocidad nulas del carro. Las expresiones generales linealizadas no dependen de los valores de la posición pero sí de la velocidad del carro, como se verá más adelante.
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Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Debido a todo lo anterior, se hace necesario contar con herramientas, principalmente plantas (sistemas) de laboratorio, que permitan a los estudiantes el desarrollo de pr´ acticas que forta- lezcan y ayuden a comprender de forma clara y concisa los conceptos de control introducidos en la teor´ıa. Con el fin de suplir esta necesidad en la Universidad, a trav´ es del Grupo de Investigaci´ on, Desarrollo y Aplicaciones en Se˜ nales (IDEAS) de la Universidad Distrital, se est´ a desarrollando el Proyecto de investigaci´ on “Dise˜ no e Implementaci´ on de Plantas B´ asicas para la Ense˜ nanza de Conceptos de Control en Ingenier´ıa”, evaluado, aprobado y financiado por el Centro de Investigaciones y Desarrollo Cient´ıfico de la Universidad. El proyecto de investigaci´ on en menci´ on busca implementar tres plantas b´ asicas orientadas al aprendizaje de conceptos b´ asicos de control en la Facultad de Ingenier´ıa, de las cuales una de ellas es implementada en el presente proyecto. En este contexto y orientado espec´ıficamente a las tem´ aticas de identificaci´ on de sistemas y Variables de Estado en los espacios acad´ emicos del ´
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Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Los polos deseados se pueden seleccionar a criterio propio, a partir de las siguientes ecuaciones y seleccionando inicialmente, los par´ ametros adecuados para que el sistema controlado tenga el comporta- miento deseado, es decir, un tiempo de establecimiento, sobre paso m´ aximo, factor de amortiguamiento, frecuencia de oscilaci´ on, entre otros. Para el caso de polos discretos se seleccionan teniendo en cuenta:

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Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Diseño e Implementación de un Sistema de Péndulo Invertido para la Enseñanza de Conceptos de Control en Ingeniería, a Través del Método de Variables de Estado

Si se desea implementar un controlador haciendo uso de un computador, se debe en primer lugar conectar un cable mini USB al conector correspondiente a la parte 10 de la Fig. 17 y por consiguiente al computador. A continuaci´ on, se debe encender el interruptor correspondiente a la parte n´ umero 11 de la misma figura e inmediatamente se encender´ a el LED correspondiente a la parte n´ umero 12 de la misma. Al establecer la comunicaci´ on entre la planta y el PC, de igual forma que en el caso anterior, se debe observar con detalle el comportamiento del sistema debido a que el controlador puede presentar alguna falla. En cuanto al driver requerido para la correcta comunicaci´ on del PC, dependiendo del sistema operativo, este lo instala directamente al reconocer el dispositivo, o se puede descargar directamente de la p´ agina: www.ftdichip.com/Documents/InstallGuides.htm
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Propuesta de sistema de estacionamiento autónomo aplicado a un vehículo eléctrico auto balanceado tipo péndulo invertido

Propuesta de sistema de estacionamiento autónomo aplicado a un vehículo eléctrico auto balanceado tipo péndulo invertido

Para situaciones como la expuesta anteriormente, este trabajo propone ocupar un vehículo eléctrico mono-eje tipo péndulo invertido para desplazarse en distancias cortas y además la incor[r]

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Control óptimo adaptativo de un sistema multivariable de péndulo invertido

Control óptimo adaptativo de un sistema multivariable de péndulo invertido

El cálculo presentado para el controlador LQR no considera ninguna restricción en los valores de las variables de control ni las variables de estado. De manera que cuando por criterio del diseñador se desea introducir restricciones para una o varias variables de estado o de control, sin necesidad de aumentar la complejidad del problema, se pueden tener en cuenta estas restricciones y proponer las matrices Q y R apropiadas para que en ningún caso, se alcancen los límites permitidos de diseño o saturación física de las variables de estado y de control. La determinación de estas matrices puede ser intuitiva en mayor o menor medida dependiendo del control que se quiera sobre cada variable; pero la magnitud de los valores asignados influye decisivamente en la respuesta de las acciones de control y de los estados [7].
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Diseño de un sistema de control óptimo para un péndulo invertido rotante

Diseño de un sistema de control óptimo para un péndulo invertido rotante

El sistema de disparo permite la conmutación de cada par A y B, de tal forma que se eviten cortocircuitos durante el tiempo de conmutación de A y B. Cuando el sistema de disparo cierra el conmutador A y abre B, el sentido de la corriente es la línea punteada, induciendo de esta forma una tensión de +Vcc en el motor. Ahora, si el sistema de disparo abre el conmutador A y cierra B, el sentido de la corriente es la línea segmentada, induciendo así una tensión -V ce en el motor. Esto significa que el motor recibe en sus bornes una tensión de onda cuadrada cuyo valor varía entre ± Vcc, con un consumo de corriente que depende de los conmutadores conformados por transistores MOSFET.
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"Diseño de un sistema de control óptimo para un péndulo invertido rotante"

"Diseño de un sistema de control óptimo para un péndulo invertido rotante"

2019 07 31 (1) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO miR 203 FACULTAD DE INGENIER?A EL?CTRICA Y ELECTR?NICA UNIDAD DE INVESTIGACI?N "DISE?O DE UN SISTEMA DE CONTROL ?PTIMO PARA UN P?NDULO INVERTIDO ROTANTE"[.]

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Diseño e implementación de un controlador por modos deslizantes para el péndulo invertido.

Diseño e implementación de un controlador por modos deslizantes para el péndulo invertido.

El control por modos deslizantes, que pertenece a los sistemas de control de estructura variable, es un control por realimentación no lineal donde se cambia su estructura para lograr el desempeño deseado. Debido a que el control por modos deslizantes es más sensible a variaciones en los parámetros del sistema y perturbaciones, se puede considerar su uso para el control de sistemas sub- actuados. Esta ley de control consta de dos partes: el control equivalente y el control de conmutación. Mientas el control equivalente garantiza que los estados del sistema permanezcan dentro de la superficie deslizante, el control de conmutación lleva el sistema hacia una superficie especifica. [20]
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Simulación y análisis de un péndulo invertido acoplado a un resorte (PIAR)

Simulación y análisis de un péndulo invertido acoplado a un resorte (PIAR)

Un sistema din´ amico es la representaci´ on o abstracci´ on de un fen´ omeno natural que evoluciona en el tiempo, como es el caso del p´ endulo que oscila, las reacciones qu´ımicas, los modelos poblacionales o clim´ aticos, entre otros. Los sistemas din´ amicos permiten “predecir con mayor o menor acierto los acontecimientos futuros”(Campos e Isaza, 2002). De acuerdo a las variables dependientes o independientes presentes en el problema el sistema puede ser estudiado desde la f´ısica, la qu´ımica, la biolog´ıa, la econom´ıa y muchas otras ´ areas del conocimiento; las oscilaciones de una mol´ ecula triat´ omica, el circuito de Chua y, en general, los osciladores dependientes del tiempo
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DISEÑO Y ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE UN CONTROLADOR DIFUSO PARA UN PÉNDULO INVERTIDO

DISEÑO Y ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE UN CONTROLADOR DIFUSO PARA UN PÉNDULO INVERTIDO

Los sistemas de control a lazo abierto son en los cuales la salida no afecta la acción de control, en otras palabras, en un sistema de control en lazo abierto no se mide la salida ni se realimenta para compararla con la entrada. En cualquier sistema de control en lazo abierto, la salida no se compara con la entrada de referencia. Por tanto, a cada entrada de referencia le corresponde una condición operativa fija; como resultado, la precisión del sistema depende de la calibración. Ante la presencia de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea deseada. En la práctica, el control en lazo abierto sólo se usa si se conoce la relación entre la entrada y la salida y si no hay perturbaciones internas ni externas. Es evidente que estos sistemas no son de control realimentado. Cualquier sistema de control que opere con una base de tiempo es en lazo abierto. Por ejemplo, el control del tránsito mediante señales operadas con una base de tiempo es otro ejemplo de control en lazo abierto.[9]
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Modelado de un péndulo invertido móvil, usando hardware y software libre

Modelado de un péndulo invertido móvil, usando hardware y software libre

64 En la Figura 45 vehículo (ppccar), que se presenta como un vehículo cuyo movimiento está basado en la estabilización de un péndulo invertido. El vehículo ha sido construido a partir de componentes comerciales de bajo coste. Se ha conseguido un sistema de experimentación que permite de forma sencilla el estudio de diversos controladores. En las pruebas realizadas se han utilizado dos tipos de controladores: un controlador lineal optimo (LQR), y un controlador no lineal basado en moldeo de energía, obteniendo resultados satisfactorios (Viguria et al., 2005). En el caso del diseño y modelado del péndulo invertido móvil solo se realizó un modelado a pequeña escala con componente libres, usándose un tipo de controlador no lineal para la optimización del trabajo de investigación, el modelado de la investigación realizada es diferente porqué es solo es un modelado, mientras que el vehículo representa un prototipo de tamaño real.
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Diferentes arquitecturas aplicadas a la implementación de un controlador difuso para el péndulo invertido

Diferentes arquitecturas aplicadas a la implementación de un controlador difuso para el péndulo invertido

Se utilizó un péndulo como dispositivo controlado en el prototipo de un sistema de control de tiempo real empleando diferentes arquitecturas. Se diseñaron algoritmos de control para la evaluación como así también el hardware requerido para comprobar su comportamiento. En estas condiciones, se obtuvieron como métricas del desempeño de las cinco arquitecturas, el número de Inferencias Difusas por Segundo (FIPS) y el número de Reglas Difusas por Segundo (FRPS). Se analizaron dichos valores y se discuten futuras ampliaciones.

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Diseño, simulación y control de un péndulo invertido doble lineal para el laboratorio de automática de la EIEE de Univalle [recurso electrónico]

Diseño, simulación y control de un péndulo invertido doble lineal para el laboratorio de automática de la EIEE de Univalle [recurso electrónico]

Redactado por Martínez Fernando, Guerrero Cindy, Pérez José, para la Revista Tecnura, en el año 2012. En el artículo se muestra el diseño de un sistema péndulo invertido, sobre la plataforma LEGO MINDSTORMS NXT, así como el diseño y la implementación del controlador correspondiente. Como punto de partida se realiza la medición de parámetros físicos necesarios para el modelamiento del sistema en espacio de estados. Adicionalmente, el modelo es identificado por medio de algoritmos genéticos empleando MatLab, donde la adquisición de datos de los sensores y el servomotor se realizan con el toolbox RWTH - Mindstorms NXT. Luego se diseña un controlador usando el método de ubicación de polos, para ser posteriormente implementado en Simulink, entorno desde el cual se ejecuta Embeded Coder Robot NXT toolbox, encargado de la conversión, compilación y transferencia al bloque NXT del controlador. Como resultado se tiene el diseño de una planta física con un kit armable y el diseño e implementación de un controlador viable para dicha planta.
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Brazo robótico de un grado de libertad modelado como péndulo invertido y operado por computadora

Brazo robótico de un grado de libertad modelado como péndulo invertido y operado por computadora

Las referencias de esta tesis fueron en su gran mayoría otras tesis realizadas tanto en la universidad como en otras universidades, estas fueron "Desarrollo de un prototipo de control y monitoreo de bajo costo desde un punto remoto vía celular (2007), Diseño y construcción de un sistema embebido para el funcionamiento de un autómata mediante una estrategia de control PID digital programable con comunicación inalámbrica (2010), Diseño y construcción de una tarjeta programable de adquisición, procesamiento de datos y control(2006), Diseño y construcción de una interfaz gráfica utilizando Matlab para el control de una planta de temperatura, que promueva y facilite el entendimiento de los conceptos teóricos de la asignatura control (2009), Diseño de un controlador de estructura variable para el péndulo invertido (2003), Diseño, construcción y control de un péndulo invertido rotacional utilizando técnicas lineales y no lineales (2009), Diseño de un controlador pid digital para un prototipo airship (2011). Además de estos documentos también fueron consultados libros como Ingeniería de control moderna (2003), Metodología rup (2010)
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Control local de un sistema no lineal: El péndulo con rueda de reacción

Control local de un sistema no lineal: El péndulo con rueda de reacción

El péndulo con rueda de reacción (RWP por sus siglas en inglés) fue introducido inicialmente por Mark W. Spong [4] y es una variante del péndulo invertido en la cual, un motor sujeto al extremo libre de una barra hace girar una rueda de inercia. La figura 1 muestra una representación esquemática del sistema, el ángulo θ 1 se mide desde la

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Identificación en línea y optimización del péndulo invertido implementado con el Lego Mindstorm NXT 2 0 utilizando la técnica de control LQR

Identificación en línea y optimización del péndulo invertido implementado con el Lego Mindstorm NXT 2 0 utilizando la técnica de control LQR

En el amplio mundo del control existen diversidad de sistemas los cuales contemplan diferentes tipos de variables que proporcionan señales que puede ser observables, tales como las salidas y perturbaciones presentes en el sistema; esta situación ha permitido crear un campo de estudio para sistemas cuyos valores de salida no solo dependen de los valores de entrada, sino también de valores pasados que pueden causar variaciones en la identificación final. La obtención de un buen modelo de la planta es de suma importancia; pues gracias a este es posible relacionar matemáticamente todas las variables que permiten confrontar los aspectos físicos del sistema; para la obtención del modelo es necesario realizar una buena identificación que en gran medida depende de aspectos muy importantes tales como experimentos por ensayo y error, configuración del modelo y estimación de parámetros [23][24]
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Control del péndulo invertido simple   UV en régimen de pequeña señal [recurso electrónico]

Control del péndulo invertido simple UV en régimen de pequeña señal [recurso electrónico]

Los dise˜nos y simulaci´on de la estrategia de control y de los estimadores de estados se realizaron utilizando el software matem´atico Scilab. Esta herramienta gratuita permiti´o realizar adem´as la implementaci´on de este sistema de control en la planta real PIS-UV utilizando como tarjeta de adquisici´on de datos una tarjeta Arduino Mega 2560. Se logr´o poner en funcionamiento la planta del P´endulo Invertido Simple de mane- ra que es posible medir el ´angulo del p´endulo y la posici´on del carro y controlar el sentido y velocidad de giro del motor actuador. Por ´ultimo, se identificaron algunas restricciones que condicionaron el ´exito de la estrategia de control implementada sobre la planta real.
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Control local utilizando lógica difusa del péndulo invertido con rueda de reacción

Control local utilizando lógica difusa del péndulo invertido con rueda de reacción

El p´ endulo con rueda de reacci´ on introducido por Mark W. Spong en 1995 mostrado Figura 1.1, es un p´ endulo simple con una rueda giratoria en uno de sus extremos. La rueda, sim´ etrica con su eje de rotaci´ on, es accionada por un motor DC de im´ an permanente de 24 volts, donde el par de acoplamiento entre la rueda y el p´ endulo puede ser usado para controlar el sistema de movimiento. Adem´ as, el sistema est´ a provisto de dos encoders, dos sensores ´ opticos de alta resoluci´ on que arrojar´ an mediciones relativas del ´ angulo. Un encoder unido al soporte fijo y al p´ endulo entrega el ´ angulo relativo entre el p´ endulo y su base fija, mientras que el otro encoder unido al motor, provee las medidas del ´ angulo relativo entre la rueda y el p´ endulo.
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