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Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II Autores: Laura Alejandra Gómez R Juan Diego Otálora Gómez Juan David Cruz Contreras Juan Felipe Mart́ın Mart́ınez Informe de Laboratorio 1 Control de Péndulo de Furuta Contenido 1. Introducción 1 2. Procedimiento y Resultados 3 2.1. Modelo Lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2. Control de posición en modo grúa sin observador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3. Análisis Modelo no lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4. Robustez y el desempeño del sistema de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. Conclusiones 17 1. Introducción En la actualidad varios páıses basan su economı́a en recursos naturales, con ello pueden garantizar calidad de vida a sus habitantes, sin embargo, estos recursos no son ilimitados. Por esta razón es necesario establecer una economı́a basada en la industria, por eso se necesita progresar, mejorar la eficiencia y calidad de métodos de manufactura. Ejemplo de esto es la automatización de maquinaria usando Control Numérico Computarizado (CNC) como se evidencia en Ronquillo Castro (2015). La robótica y la industria actual se basan en el uso del motor de corriente continua con escobillas como accionamiento y actuador por excelencia para cualquier proceso de producción González Rojo (2016). En este art́ıculo se busca la viabilidad de implementar un controlador discreto programable en un ARM para la posición, velocidad y par de un motor de corriente continua industrial. Con el que se pueda tener aplicación en robots o cualquier máquina CNC. Luego de los ensayos realizados se obtuvieron resultados satisfactorios, con posibilidades de desarrollar y usar el mismo control como se requiera en cualquier ámbito. Por otro lado, los robots como máquinas autónomas que integran componentes electrónicos y mecánicos, programados para realizar una tarea en un ambiente de trabajo espećıfico, son utilizados principalmente para la automatización de procesos en la industria en general. En COMPUTACIONALES et al. (2016) nos proponen el diseño, modelo matemático y esquema de control de un robot de dos ruedas tipo péndulo invertido. Este no solo es un robot móvil, tiene también otro ángulo de libertad, el cual es el giro del péndulo con respecto al eje de las ruedas. Por lo cual se trata de un robot de cuatro grados de libertad con solo dos actuadores, un sistema subastado. Aqúı se propone lograr que el robot de dos ruedas sea capaz de navegar de manera autónoma en un ambiente estructurado. Para lograrlo se diseñaron por separado controladores de equilibro y posición, se logró controlar el sistema por retroalimentación de estados y adicionalmente se diseño el controlador de trayec- toria, navegación, junto con otros controladores para diferentes áreas logrando aśı la solución del problema. 1 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II CONTROL DE UN ROBOT AUTÓNOMO TIPO PÉNDULO INVERTIDO DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CONTROLADOR PROGRAMABLE DE PATRONES DE MOVIMIENTO PARA MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA CON APLICACIÓN EN ROBOTS Y MÁQUINAS CNC * Para el control de equilibrio: por medio de un regulador Cuadrático Lineal (LQR). * Control de velocidad y giro del sistema: por medio de un control proporcional. * Control de velocidad mediante PI. * Control de posición mediante PD. Para la selección del sistema de control de equilibrio, existen 2 métodos populares: Asignación polos y el otro es el regulador cuadrático lineal (LQR) , una ventaja del LQR frente a la asignación de polos, es que el LQR es un método sistemático óptimo que determina el valor de K del vector control. Para la obtención de parámetros: Método emṕırico de Ziegle-Nichols. Una ventaja de este es que no hace falta conocer el modelo de proceso, mientras que una desventaja es que la sincronización no siempre logra un control adecuado y precisa realizar un ajuste manual de los parámetros obtenidos El sistema de control de equilibrio tiene como objetivo principal, lograr que los estados coincidan en el menor tiempo posible. Luego de realizar las pruebas con 3 tipos de perturbaciones, se ve que los controladores diseñados obtuvieron resultados positivos y similares. La arquitectura que presenta este proyecto se considera h́ıbrida, consta de una parte reactiva en su nivel inferior y una parte de planificación en su nivel superior. La diferencia en los controladores, es en el ı́ndice de rendimiento, teniendo un menor error el control por velocidad para la referencia rampa. El sistema completo consta de dos sistemas independientes de control, uno que controla el equilibrio y el avance, y otro que controla la navegación del robot, a su vez, el control está dividido en dos subsistemas. El sistema de planeación, que es el que proporciona la velocidad y ángulo deseados y el sistema de control de velocidad y giro, sirviendo este último como enlace entre los dos sistemas. Este trabajo sienta las bases para el desarrollo en un microcontrolador ARM Cortex-M de un sistema de control en bucle cerrado para motores de corriente continua, para el seguimiento de trayectorias punto a punto. 2 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II En este laboratorio se realiza un controlador por realimentación de estados sin observador para una planta estipulada, la cual como objetivo tiene el control de la posición angular del motor y la estabilización de la posición del péndulo. Además este controlador es diseñado para rechazo de perturbaciones tipo paso y con el uso de MATLAB se realizaron diferentes pruebas para corroborar el correcto funcionamiento del sistema. Se analizaron los márgenes de fase y de ganancia del sistema de control, con el fin de comprobar la estabilidad del sistema de control enlazo cerrado, donde el uso de este software (MATLAB) nos ayuda a comprobar el cumplimiento de los diferentes requerimientos estipulados para la creación de dicho controlador. 2. Procedimiento y Resultados Para este primer laboratorio, se pidió analizar el sistema mecatrónico que se observa en la Figura 1, el cual se basa en un péndulo rotacional. El sistema está compuesto por un motor DC con encoder incremental de 4600 PPR y un péndulo que rota libremente considerando ŕıgida la barra de este. El ángulo de giro del péndulo se mide usando un encoder incremental con resolución de 4000 PPR. El modelo matemático no lineal del sistema se observa en la Ecuación 1 y 2 obtenidas del art́ıculo ”TP transformation based control of rotary pendulum” Sandor Iles (2011) proporcionado por el docente. θ̈ = 1 Ax(α) ( bc ∗ sin(α ∗ α̇2) + 1 2 bd ∗ sin(2α) − ceθ̇ + cf ∗ Vm ) (1) α̈ = 1 Ax(α) ( −ad ∗ sin(α) − 1 2 b2 + sin(2α)α̇2 + b ∗ cos(α)(eθ̇ − f ∗ Vm) ) (2) Las variables de este modelo matemático se calcularon con las siguientes ecuaciones, conociendo los paráme- tros dados por el docente: m = 0.0374, r = 0.1746, L = 0.2310, Kt = 0.0076, Rm = 3.6634, Km = 0.0076, Jm = 3.4857 ∗ 10−6, Jeq = 5.622 ∗ 10−4, nm = 0.8412, Beq = 0.0030, Kg = 1, ng = 1 y la gravedad la cual g = 9.81. a = Jeq +m ∗ r2 + ng ∗ k2g ∗ Jm b = m ∗ L ∗ r c = 43 ∗m ∗ L 2 d = m ∗ g ∗ L e = Beq + nm ∗ ng ∗Kt ∗K2g ∗ KmRm f = nm ∗ ng ∗Kt ∗ KgRm El modelo muestra otras variables las cuales corresponden a: Vm(t) como la entrada de control, la posición angular del motor DC θ(t) y la posición angular del péndulo α(t). 3 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II Figura 1: Sistema Mecatrónico 2.1. Modelo Lineal La linealización de estemodelo matemático requirió de valores exactos para cada variable, por lo que se realiza el cambio de estos para trabajar más fácilmente en el posterior código de MATLAB. 1 clc,clear; 2 %valor letras 3 m=0.0374; 4 r=0.1746; 5 L=0.2310; 6 Kt=0.0076; 7 Rm=3.6634; 8 Km=0.0076; 9 Jm=3.4857e-06; 10 Jeq=5.622e-04; 11 nm=0.8412; 12 Beq=0.00030; 13 g=9.81; 14 Kg=1; 15 ng=1; 16 %datos 17 a=Jeq+m*(rˆ2)+ng*(Kgˆ2)*Jm; 18 b=m*L*r; 19 c=(4/3)*m*Lˆ2; 20 d=m*g*L; 21 e=Beq+nm*ng*Kt*(Kgˆ2)*(Km/Rm); 22 f=nm*ng*Kt*(Kg/Rm); 23 %% S.S 24 ss(linsys1) 4 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II Obteniendo el valor de cada letra: a a = 5.622 ∗ 10−4 + 0.0374 ∗ 0.17462 + 1 ∗ 12 ∗ 3.4857 ∗ 10−6 a = 0.001706 b b = 0.0374 ∗ 0.2310 ∗ 0.1746 b = 0.001508 c c = 4 3 ∗ 0.0374 ∗ 0.23102 c = 0.002661 d d = 0.0374 ∗ 9.81 ∗ 0.2310 d = 0.084753 e e = 0.00030 + 0.8412 ∗ 1 ∗ 0.0076 ∗ 12 ∗ 0.0076 3.6634 e = 0.000313 f f = 0.8412 ∗ 1 ∗ 0.0076 ∗ 1 3.6634 f = 0.000175 Con estos valores se procedió a realizar la simulación del modelo matemático en MATLAB, lo que permitió ver el comportamiento individual de cada variable. Figura 2: Diagrama de Bloques de la planta no lineal. En la Figura 2, se observa el diagrama de bloques del sistema no lineal en Simulink y su construcción se observa en la Figura 3, la cual es el diagrama de bloques interno del subsistema anterior. En estos dos diagramas se evidencian como salidas las variables θ(t) y α(t). 5 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II [a] [b] [c] [d] [e] [f] [Ax] [a] [c] [b] cos [Ax] [theta1] [Vm] [Ax] [alpha][alpha1] [alpha] [b] [c] sin[alpha] [alpha1] [T1] [T1] [b] [d] sin[alpha] [T2] [T2] [c] [e] [theta1] [T3] [c] [f][T4] [T3] [T4] [Vm] [a] [d] sin[alpha] [A1] [A2] [b] [A3] [A1] [A2] [A3] [b] sin[alpha] [alpha1] cos [alpha] [f] [Vm] [e] [theta1] 1 Vm 1 theta 2 alpha Figura 3: Función matemática No lineal. Para obtener la planta linealizada en términos de matrices y para mayor precisión en cada valor, se obtuvo el modelo linealizado en espacio de estados, realizado por la linealización en Simulink y visualizado por medio del siguiente código: 1 %% S.S 2 ss(linsys1) Esta función de Matlab se usó teniendo cuenta el orden en el que el programa asigna las dimensiones de las matrices. En nuestro caso la matriz de estados utilizada corresponde a: X = X1 X2 X3 X4 = θ θ̇ α α̇ 6 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II De acuerdo a lo anterior, la distribución de las matrices obtenidas corresponden a: A = 0 1 0 0 0 −0.3682 56.48 0 0 0 0 1 0 0.2087 −63.87 0 B = 0 2.051 0 −1.163 Debido a que las variables de estado son las mismas retroalimentadas a la entrada de la planta se obtiene la salida de la planta con las siguientes matrices, donde la salida no depende de la entrada Vm: C = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 D = 0 0 0 0 El comportamiento de la posición del motor y la posición del péndulo se observa en la Figura 4 y 5 respectivamente: 0 5 10 15 Tiempo(seg) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del motor en espacio de estados Figura 4: Comportamiento de la posición del motor (Linealización a espacios de estados) 7 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 0 5 10 15 Tiempo(seg) -0.035 -0.03 -0.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del péndulo en espacio de estados Figura 5: Comportamiento de la posición del péndulo (Linealización a espacios de estados) 2.2. Control de posición en modo grúa sin observador Se pidió diseñar y simular un sistema de control por realimentación de estados sin observador para controlar la posición angular del motor, de acuerdo a los siguientes requerimientos: Error de posición cero. Dinámica de lazo cerrado con tiempo de estabilización ts igual a 2.5 seg y sobre nivel porcentual inferior a cero. Rechazo de perturbaciones tipo paso. Estabilizar el péndulo en el punto de equilibrio estable. Ya con la planta linealizada, y conociendo los requisitos que se deben cumplir, se selecciona el control por realimentación de estados con caso continuo, en el que no se tiene en cuenta si la planta posee una integral. Para su construcción se tuvo en cuenta que el controlador cuenta con un estado XC , por lo que finalmente la matriz de estados aumentada corresponde a: Xa = X1 X2 X3 X4 XC = θ θ̇ α α̇ XC El valor del estado derivado del control ẊC , corresponde al error, de manera que se procede a encontrar el valor de las matrices aumentadas en lazo abierto, obteniendo como resultado: 8 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II A aumentada (Lazo Abierto) Aa = 0 1 0 0 0 0 −0.3682 56.48 0 0 0 0 0 1 0 0 0.2087 −63.87 0 0 −1 0 0 0 0 X aumentada (Lazo Abierto) Xa = θ(t) θ̇(t) α(t) α̇(t) xc(t) B aumentada (Lazo Abierto) Ba = 0 2.051 0 −1.163 0 F aumentada (Lazo Abierto) Fa = 0 0 0 0 1 Con esto se procedió a realizar la ley de control con el fin de conocer el lazo cerrado del sistema y de esta manera lograr controlar la dinámica de este: U(t) = Kc ∗ xc(t) −K ∗ x(t) Ya con esta ley reemplazada en los valores de nuestro sistema aumentado, obtuvimos la matriz de lazo abierto que corresponde a: ALA = Aa− (Ba ∗Ka) Para esta ley de control se necesitó saber los valores propios de la anterior matriz, los cuales se igualarán a los polos deseados y con el cálculo de estos se procede a utilizar el siguiente código. 9 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 1 syms k1 k2 k3 k4 kc s 2 A=[0 1 0 0;0 -0.3682 56.48 0; 0 0 0 1;0 0.2087 -63.87 0]; 3 B=[0;2.051;0;-1.163]; 4 C=[1 0 0 0]; 5 D=[0]; 6 Aa=[A [0;0;0;0];-C 0]; 7 Ba=[B;0]; 8 Ka=[k1 k2 k3 k4 -kc]; 9 Alc=Aa-Ba*Ka; 10 PS=collect(det(s*eye(5)-Alc),s); 11 S1=-1.825; S2=-9; S3=-12; S4=-14; S5=-16; %Polos deseados para ts=2.5 seg 12 % Gdes=zpk([],[S1 S2 S3 S4 S5],1); 13 % step(Gdes) 14 P=poly([S1 S2 S3 S4 S5]); 15 P2=P(2); P3=P(3); P4=P(4); P5=P(5); P6=P(6); 16 Sol=solve(((2051*k2)/1000 - (1163*k4)/1000 + 1841/5000) == P2,... 17 ((2051*k1)/1000 - (1163*k3)/1000 - (1729*k4)/10000000 + 6387/100) == P3,... 18 ((6531113*k2)/100000 - (1729*k3)/10000000 + (2051*kc)/1000 + 5864779/500000) == P4,... 19 (6531113*k1)/100000 == P5,... 20 (6531113*kc)/100000 == P6,k1,k2,k3,k4,kc); 21 k1=eval(Sol.k1); 22 k2=eval(Sol.k2); 23 k3=eval(Sol.k3); 24 k4=eval(Sol.k4); 25 kc=eval(Sol.kc); 26 Ka=[k1 k2 k3 k4 -kc]; Los valores de estas ganancias, tanto de la retroalimentación aśı como del controlador, se pueden observar a continuación: k1 = 592.3921 k2 = 127.1066 k3 = 192.3992 k4 = 179.0532 kC = 676.0012 Se realizó el diagrama de bloques del sistema de la Figura 6, donde se ve el comportamiento del movimiento del motor y también la estabilización del péndulo que tiene el sistema de lazo cerrado. 10 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II SISTEMA DE LAZO CERRADO PLANTA LINEAL SISTEMA DE LAZO CERRADO PLANTA LINEAL Vm theta thetap alpha alphap Figura 6: Diagrama de Bloques en Lazo cerrado. Gracias al diagrama de bloques, podemos observar la estabilización del péndulo como se ve en la Figura 8 y del motor en la Figura 7 posición cero, en el tiempo propuesto, además del rechazo de perturbaciones tipo paso, como se ve a los7 segundos de cada figura, todo esto ante una entrada paso de magnitud 1 radian, lo que equivale a 57 grados. 0 5 10 15 Tiempo(seg) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del motor en LC a una entrada paso Referencia Respuesta motor Figura 7: Respuesta del motor en LC 11 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 0 5 10 15 Tiempo(seg) -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del péndulo en LC a una entrada paso Figura 8: Estabilización del péndulo Para un mejor análisis del error del sistema, en la Figura 9 se observa el porcentaje de error en lazo cerrado. Aqúı se ve de manera clara el tiempo de estabilización junto con el rechazo de perturbación paso. 0 5 10 15 Tiempo(seg) -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 P o rc e n ta je d e e rr o r Error del LC Figura 9: Error del lazo cerrado 12 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 2.3. Análisis Modelo no lineal Con el sistema de control implementado en el Simulink, se realizó el análisis de la respuesta ante una entrada paso de 0 a 45 grados, lo cual se convertiŕıa a 0.79 radianes debido a que Simulink trabaja con valores en radianes y no con valores en grados. Este análisis se realizó con el fin de verificar aśı el cumplimiento de cada requerimiento en el modelo no lineal de la planta. 0 5 10 15 Tiempo(seg) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del motor en LC no lineal a 45 grados->0.785 rad Referencia Respuesta motor Figura 10: Respuesta del motor en LC con la planta no lineal a 45 grados La Figura 10 nos muestra el comportamiento del sistema no lineal ante entrada paso en referencia y perturbación donde se observa el seguimiento y rechazo respectivo en la respuesta de posición angular del motor, esta se graficó junto a su referencia respectiva en radianes, esto lo muestra de manera más clara la Figura 11, ya que corresponde al error del sistema en las mismas condiciones, siendo en ambos casos cero. Estas gráficas nos permiten verificar el cumplimiento de cada requisito como lo es el Rechazo de perturba- ciones tipo paso, error de posición cero y el tiempo de estabilización de 2.5 segundos. 13 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 0 5 10 15 Tiempo(seg) -0.06 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 P o s ic ió n (R a d ) Respuesta del péndulo en LC no lineal a 45 grados->0.785 rad Figura 11: Estabilización del péndulo con la planta no lineal a 45 grados En la Figura 11, tenemos la respuesta de posición en el péndulo el cual presenta unas oscilaciones antes de llegar a su posición cero, es decir estabilizarse, de igual manera, se verifica en esta gráfica el tiempo de estabilización de 2.5 segundos con el cual se diseñó el controlador. 0 5 10 15 Tiempo(seg) -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 P o rc e n ta je d e e rr o r Error del LC no lineal a 45 grados->0.785 rad Figura 12: Error del lazo cerrado a 45 grado 14 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II 2.4. Robustez y el desempeño del sistema de control Para analizar el desempeño del sistema de control, respecto al seguimiento y rechazo de las señales. Aśı como la robustez, la medida con respecto a la tolerancia de errores en el modelado de la planta. Se procedió a analizar cada uno de sus diagramas de Bode. Para este análisis de los márgenes de fase y ganancia del lazo de control y teniendo en cuenta nuestra planta lineal con ayuda del diagrama de bloques de la Figura 13, se obtiene que: SISTEMA DE LAZO CERRADO PLANTA LINEAL SISTEMA DE LAZO CERRADO PLANTA LINEAL Vm theta thetap alpha alphap Figura 13: Diagrama de Bloques en Lazo cerrado. El diagrama de márgenes de fase y ganancia de la planta lineal en la Figura 14, nos permitió observar que: Para el análisis de fase, la magnitud corta en cero aproximadamente a una frecuencia de 0.48 rad/s, a esta frecuencia la fase se encuentra por encima de los -180 grados, aproximadamente 336 grados, dando a entender que su margen de fase es positivo de 516 grados. Esto da a entender que el sistema en dicha frecuencia es estable en lazo cerrado. Para el análisis de ganancia, se obtiene que la fase corta en -180 grados en aproximadamente 5.64 rad/s, observando un margen positiva de 292 dB. El sistema por lo tanto, es estable en lazo cerrado aśı como para frecuencia altas y bajas, con un muy buen grado de robustez. 15 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II Diagrama de Bode ref-out Frequency (rad/s) 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 -360 -180 0 180 360 P h a s e ( d e g ) -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 From: Step9 To: Demux/1 M a g n it u d e ( d B ) linsys1 Figura 14: Márgenes de fase y ganancia del sistema de control (Planta lineal) Diagrama de Bode - Pert-out Frequency (rad/s) 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 -180 -90 0 90 180 270 360 450 540 P h a s e ( d e g ) -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 From: Step8 To: Demux/1 M a g n it u d e ( d B ) linsys1 Figura 15: Error respecto a la salida Para el análisis de desempeño del sistema de control se procede a analizar la Figura 14, donde se puede observar que en frecuencias bajas se tiene un seguimiento a entradas tipo paso, mostrando de esta manera el buen desempeño del sistema analizado. El diagrama de Bode del error que se observa en la Figura 15, muestra como el sistema es capaz de atenuar las perturbaciones tipo paso y mantener el seguimiento con error cero. 16 Universidad de San Buenaventura Facultad de Ingenieŕıa Programa de Ingenieŕıa Mecatrónica Control Moderno 2021-II Además, se puede visualizar, que a una frecuencia de 5.64 rad/s, el sistema presenta una resonancia hacia decibeles de valores negativos, por lo tanto esto atenuará la perturbación. 3. Conclusiones 1. El diseño de controladores por retroalimentación de estados deben tener muy en cuenta la matriz de estados con los que se esta trabajando, debido a que las ganancias calculadas cambian respecto a los valores propios del lazo cerrado, lo que esta directamente relacionado a la matriz de salida de la planta C. 2. Tras la obtención del comportamiento del sistemas, se puede visualizar el cumplimiento de cada uno de los requerimientos propuestos, logrando de esta manera un sistema de control capaz de cumplir la estabilización de posición del péndulo y la del motor. 3. Analizado el margen de fase y ganancia realizado al control, se observa que el sistema es estable en lazo cerrado a bajas y altas frecuencias. La robustez que este tiene también se visualizó en sus valores de margen de fase positivo, 516 grados, y el margen de ganancia también positivo, con un valor de 292 dB, dando a entender de esta manera que este sistema logra tolerar más errores en el modelado de la planta en márgenes de fase y de ganancia. Referencias COMPUTACIONALES, M. E. S., DUARTE, A. A., LIERA, D. M. A. C., and JAGÜEY, D. J. G. (2016). Control de un robot autónomo tipo péndulo invertido. González Rojo, J. F. (2016). Diseño e implementación de un controlador programable de patrones de movi- miento para motores de corriente continua con aplicación en robots y máquinas cnc. Ronquillo Castro, C. A. (2015). Implementación de un sistema de control para una máquina de control numérico computarizado (cnc) sobre un sistema embebido utilizando herramientas de software libre. Sandor Iles, J. M. y. F. K. (2011). Tp transformation based control of rotary pendulum. Department of Electrical Machines, Drives and Automation, Faculty of ElectricalEngineering and Computing, pages 3–6. 17 Introducción Procedimiento y Resultados Modelo Lineal Control de posición en modo grúa sin observador Análisis Modelo no lineal Robustez y el desempeño del sistema de control Conclusiones
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