Diseno De Un Control Difuso En Vhdl Para Un Pendulo Invertido

Diseño de un control difuso en VHDL para un péndulo invertido

En el presente documento se describe el desarrollo de la construcción de un prototipo mecánico con una dinámica semejante a la de un péndulo invertido, así como el desarrollo de un control difuso programado en FPGA aplicado al sistema. El prototipo mecánico consta de un disco acanalado que gira sobre su eje, accionado por un motor de corriente directa, una esfera colocada sobre el sector superior del disco acanalado y un sensor de la posición angular de la esfera. El desarrollo de éste prototipo se basa en la idea de contar con un sistema mecánico que presente no linealidades e inestabilidad, que sea controlable y que ofrezca la oportunidad de desarrollar y experimentar con diversos sistemas de control. El objetivo del control difuso, desarrollado en VHDL y programado en FPGA, es mantener la esfera en la parte central superior del disco acanalado evitando que caiga hacia alguno de los extremos. En el documento se describe la construcción del prototipo, sus características físicas y el análisis de su dinámica, el desarrollo del control difuso, su programación y simulación, su trascripción a un lenguaje de descripción de hardware así como los resultados y conclusiones.

Diseño de un sistema de control para un módulo de un péndulo invertido de rotación

Resumen: El siguiente proyecto expone el desarrollo para el diseño de un sistema de control no lineal aplicado a un modelo general de péndulo invertido de rotación. Es necesario aclarar que este proyecto es realizado únicamente para simular el comportamiento del modelo por medio de la técnica de control de planos deslizantes a un ensamblaje 3D, que para implementar en la vida real es necesario aplicar otros métodos en el desarrollo del proceso para llegar al objetivo deseado, utilizar diferentes software y otros parámetros de identificación. En este caso se utiliza Matlab como principal software de aplicación y sus diversas herramientas de ayuda, tanto para la construcción del modelo virtual en V-Realm Builder como para la programación visual y posterior simulación en Simulink. Inicialmente se procede a diseñar un modelo 3D del péndulo de rotación como referencia para empezar a modelar el sistema. Se realiza una identificación fuera de línea para obtener algunos parámetros iniciales, una vez estimados se procede a diseñar el controlador adaptativo para acoplar el sistema y realizar las pruebas que permiten llegar al objetivo final del proceso.

Diseño e implementación de un control en el espacio de estados para un sistema péndulo invertido