Análisis e implementación de algoritmo de control para péndulo rotatorio usando el método hardware-in-the-loop / [recurso electrónico] / Horacio Alain Millán Guerrero ; director, Jesús Caro Gutiérrez ; codirector, Fabián Murrieta Rico
Tipo de material:
TextoDetalles de publicación: Mexicali, Baja California, 2022Descripción: 1 recurso en línea, 164 p. ; il. col., gráficas, fotsTema(s): Mecatrónica -- Tesis y disertaciones académicas | Maquinaria automática -- Tesis y disertaciones académicas | Control automático -- Tesis y disertaciones académicasClasificación LoC:TJ163.12 | M55 2022Recursos en línea: Tesis Digital
Nota de disertación: Tesis (Maestría)--Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2022. Resumen: El control de sistemas ca ́oticos sub-actuados como el p ́endulo rotatorio no es una tarea sencilla.
Cuando la planta se fabrica f ́ısicamente, esta cuenta con fen ́omenos no lineales como fricci ́on est ́atica
y backlash. Agregado a todo lo anterior, cuando se dise ̃na un controlador, resulta dif ́ıcil realizar
experimentos debido a que la aceleraci ́on gravitatoria siempre est ́a presente. En ocasiones es dif ́ıcil
comprobar si existe alg ́un problema en la implementaci ́on del controlador, en la fabricaci ́on de la
planta, en las mediciones realizadas por los sensores o alguna combinaci ́on de las anteriores. En
esta investigaci ́on se desarroll ́o un simulador Hardware-in-the-Loop (HIL) que permite analizar y
verificar con exactitud si la implementaci ́on del algoritmo de control es correcta. El HIL resuelve en
tiempo real las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento din ́amico de la planta junto
con las se ̃nales el ́ectricas que la planta real producir ́ıa. Un ejemplo de dichas se ̃nales son las se ̃nales
de cuadratura de los sensores de posici ́on angular. El controlador se dice verificado si la planta HIL
logra ser estabilizada exitosamente. Con el HIL tambi ́en es posible observar estados no observables
del sistema. Esto permite comprobar y cuantificar el rendimiento de observadores o algoritmos
de estimaci ́on de estados implementados en el controlador. Adem ́as de las ventajas anteriormente
mencionadas, con el HIL se pueden ver fen ́omenos que ocurren debido al muestreo, a la cuantizaci ́on,
a la resoluci ́on aritm ́etica, etc. Con el HIL es posible variar f ́acilmente las condiciones experimentales
como la aceleraci ́on de la gravedad, las condiciones iniciales y los par ́ametros del sistema. En esta
investigaci ́on se verific ́o el controlador con el HIL, se compararon las simulaciones con la planta real,
se cuantific ́o el rendimiento de diferentes estimadores de velocidad compar ́andolos con los estados
internos del HIL, se simul ́o la planta y sus sensores y se replicaron fen ́omenos que ocurren con la
planta real.
| Tipo de ítem | Biblioteca actual | Colección | Signatura | Copia número | Estado | Fecha de vencimiento | Código de barras |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tesis | Biblioteca Central Mexicali | Colección de Tesis | TJ163.12 M55 2022 (Browse shelf(Abre debajo)) | 1 | Disponible | MXL123587 |
Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería
Tesis (Maestría)--Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2022.
Incluye referencias bibliográficas
El control de sistemas ca ́oticos sub-actuados como el p ́endulo rotatorio no es una tarea sencilla.
Cuando la planta se fabrica f ́ısicamente, esta cuenta con fen ́omenos no lineales como fricci ́on est ́atica
y backlash. Agregado a todo lo anterior, cuando se dise ̃na un controlador, resulta dif ́ıcil realizar
experimentos debido a que la aceleraci ́on gravitatoria siempre est ́a presente. En ocasiones es dif ́ıcil
comprobar si existe alg ́un problema en la implementaci ́on del controlador, en la fabricaci ́on de la
planta, en las mediciones realizadas por los sensores o alguna combinaci ́on de las anteriores. En
esta investigaci ́on se desarroll ́o un simulador Hardware-in-the-Loop (HIL) que permite analizar y
verificar con exactitud si la implementaci ́on del algoritmo de control es correcta. El HIL resuelve en
tiempo real las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento din ́amico de la planta junto
con las se ̃nales el ́ectricas que la planta real producir ́ıa. Un ejemplo de dichas se ̃nales son las se ̃nales
de cuadratura de los sensores de posici ́on angular. El controlador se dice verificado si la planta HIL
logra ser estabilizada exitosamente. Con el HIL tambi ́en es posible observar estados no observables
del sistema. Esto permite comprobar y cuantificar el rendimiento de observadores o algoritmos
de estimaci ́on de estados implementados en el controlador. Adem ́as de las ventajas anteriormente
mencionadas, con el HIL se pueden ver fen ́omenos que ocurren debido al muestreo, a la cuantizaci ́on,
a la resoluci ́on aritm ́etica, etc. Con el HIL es posible variar f ́acilmente las condiciones experimentales
como la aceleraci ́on de la gravedad, las condiciones iniciales y los par ́ametros del sistema. En esta
investigaci ́on se verific ́o el controlador con el HIL, se compararon las simulaciones con la planta real,
se cuantific ́o el rendimiento de diferentes estimadores de velocidad compar ́andolos con los estados
internos del HIL, se simul ́o la planta y sus sensores y se replicaron fen ́omenos que ocurren con la
planta real.
