Método teórico para disminuir el error de posicionamiento en un sistema de barrido láser usando un controlador digital embebido y motores de corriente directa [recurso electrónico] / Miguel Reyes García; director, Oleg Sergiyenko; codirector, Lars Lindner

Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería

Tesis (Maestría) --Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2019.

Dentro del laboratorio de optoelectrónica y mediciones automáticas, el cual forma parte del
área de Ingeniería Física en el departamento de Física Aplicada del Instituto de Ingeniería de
la Universidad Autónoma de Baja California, se encuentra en fase de desarrollo en su versión
núm. 3, un sistema de barrido láser nombrado como «Technical Vision System» (TVS). Este
prototipo tiene la condición de obtener coordenadas tridimensionales de objetos físicos que
interfieren en su campo de visión, aprovechando un método fundamentado matemáticamente
e innovador llamado «Triangulación Dinámica», propuesto por los mismos integrantes que
conforman el Cuerpo Académico de Optoelectrónica y Mediciones Automáticas. Conforme
a investigaciones previas del TVS prototipo núm. 3, usa motores de corriente continua (CC)
con escobillas, para sus dos principales partes que en conjunto definen coordenadas
espaciales; las dos partes son: Posicionador Láser (PL) y Apertura de Escaneo (AE). El
enfoque de esta tesis está en el PL, debido a estar usando una configuración en lazo cerrado
de una implementación previa para el sistema de control del PL con un controlador digital
proporcional, demostrando inestabilidad y poca precisión, operando a desplazamientos
angulares cortos menores a los cinco grados, demostrando una reducción significativa de
tiempo de posicionamiento y un error de posicionamiento relativo menor al 1 por ciento. En
consecuencia el trabajo de esta tesis consistió en disminuir el error promedio de
posicionamiento angular relativo para el PL. Para lo anterior, metodologías teóricas
innovadoras son presentadas, experimentadas para el PL del TVS prototipo núm. 3, llevando

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a cabo una implementación de un sistema de control en lazo cerrado usando el controlador
LM629N-8, el cual es idóneo para ejercer movimientos precisos a sistemas articulados que
integran servomecanismos industriales. Alcanzando una reducción de error de
posicionamiento relativo promedio menor al once por ciento, evaluando estabilidad,
exactitud, alta precisión y tiempos de posicionamiento satisfactorios menores a los 500 ms.
Además de lo anterior, se desarrolló una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI por Graphic User
Interface), con el beneficio de presentar gráficamente las posiciones angulares finales
configuradas arbitrariamente por quien opere la GUI, de igual forma visualizar la trayectoria
de la velocidad de referencia en forma trapezoidal, generada por el LM629N-8. Esta
velocidad es asignada a un motor Maxon DCX22S con un sensor de posición incremental, el
motor Maxon DCX22S es aplicado en alguna de las dos principales partes ya mencionadas
del TVS núm. 3. Resaltando los resultados experimentales hechos del PL, usando un motor
Maxon DCX22S conforme a un diseño de experimentación por la metodología de Taguchi
para determinar los factores significativos involucrados para observar estabilidad y calidad
al sistema de control en lazo cerrado propuesto para el PL acorde a este trabajo de tesis.