Diseño e implementación del control multivariable de un péndulo sobre carro con un grado de libertad

Introducción
Un problema concreto con aplicación en la industria
Mecánica
Electrónica
Control
Automatización
Física
Informática

Proceso de traslado de cargas con gruas puente.
Trasladar la carga con presición en el menor tiempo posible.

Pendulación de la carga
Un cambio de velocidad del carro trae consigo una variación en el movimiento pendular de la carga

Soluciones al Problema
Inmovilizar en forma mecánica la carga para que no pendule.
Mover el carro a bajas aceleraciones.
Comandar inteligentemente el carro observando el movimiento pendular que describe la carga.
Otras.
Costos y viabilidad de la solución

Control manual
Contemplar
el carro y la carga
Pensar según la
experiencia
Comandar la
grúa

Control Automático
Medir y observar
variables del
proceso
Generar
actuaciones en base
al conocimiento
Actuar sobre el
motor

Objetivos de este proyecto
Adquirir experiencia en la programación en un sistema operativo en tiempo real.
Diseñar e implementar un control automático y manual de la posición del péndulo.
Diseñar y construir una maqueta económica que ponga de manifiesto el problema
Desarrollar software para la adquisición, control y supervisión del péndulo.

Un Modelo
¿Por qué la necesidad de buscar un modelo?
Simplicidad y complejidad.
Robustez.
Predicción.
MODELO
ENTRADAS
SALIDAS
PERTURBACION

Variables Relevantes
La entrada es la fuerza aplicada al carro.
Las salidas medidas son la posición del carro y del péndulo.
Las velocidades del carro y del péndulo son variables internas no medidas.

MODELO
Posición del carro
Velocidad del carro
Posición angular de la carga
Velocidad angular de la carga

Modelo no lineal
Planteando la ecuaciones de Newton parados en el carro y en la carga.
Parámetros: M, m, ra, rc, g, L

Ajuste de parámetros
GRUPO 1: parámetros medibles (m, M, L, g)
GRUPO 2: ajustados en respuesta libre (ra, L)
GRUPO 3: ajustados automáticamente aplicando actuación a la planta (rc, Ku).

Grupo 2