Diseño e implementación de un sistema de control para la posición angular de un balancín con motor brushless y hélice

Date
2017
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Publisher
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
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Abstract
En este trabajo se realiza el diseño mecánico de un balancín, impulsado por dos motores brus hless con hélice aerodinámica, también se implementa un controlador predictivo generalizado para controlar la posición angular del brazo del balancín mediante la variación de la velocidad del motor y utilizando un acelerómetro ADXL-345 como elemento sensor. En la segunda parte se procede con la adquisición de datos necesarios para la identificación del sistema a través del software de modelamiento matemático llamado MatLab® (toolkit Ident) con el fin de encontrar un modelo optimo que se ajuste al funcionamiento del sistema, con el fin de soportar la sintonía de los controladores con base a este. Posteriormente se realiza un estudio detallado de las bases teóricas y los conceptos más representativos, los respectivos cálculos y sintonización del controlador predictivo generalizado que arroje los parámetros que se requieren para la ley de control y poder visualizar su comportamiento en una interfaz gráfica programada a través de LabView®. De igual forma se sintoniza un controlador PI convencional por el método de Ziegler Nichols, que servirá para que en la fase final del trabajo se realice una comparación, que permita evaluar y realizar conclusiones, sobre cuál es el controlador más eficiente, a la hora de controlar el balancín. Al comprobar el funcionamiento del GPC y teniendo información suficiente, se procede a acudir al controlador convencional PI, calculado bajo la misma función de transferencia arrojada en la identificación, para finalmente realizar una comparación entre ambos métodos de control realizados con el fin de determinar la viabilidad, rendimiento y eficiencia de ambos controladores a través de los índices de desempeño .Este trabajo se realiza con el fin de generar una donación de una planta didáctica de entrenamiento, a la institución universitaria Politécnico Jaime Isaza Cadavid, para que sea usada como medio de aprendizaje, en la cual se puedan realizar 8 prácticas experimentales de laboratorio y demostrativas, en los diferentes escenarios y aulas académicas, teniendo como objetivo, dar una versión diferente de planta, con sensores no usados de manera común en el medio académico, y con elementos tecnológicos que se están convirtiendo en tendencia.
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Keywords
Aceleración angular. Controladores predictivo. Posición angular. Balancín.
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