Sistema de Control - Péndulo invertido

PENDULO INVERTIDO

Nelson Carcamo, Adalberto Gámez, Camilo Duran.

Javier Jiménez.

6-agosto-2018

Laboratorio de teoría de control. Universidad de la Costa, Barranquilla

PÉNDULO INVERTIDO

El sistema de entrenamiento QNET-ROTPEN (péndulo invertido) ver figura 1, está equipado de un motor de 24-voltios DC que está acoplado con un codificador y montado verticalmente en la cámara de metal. El brazo en forma de L, está conectado al eje del motor y gira entre ± 180 grados. En el extremo del brazo hay un péndulo suspendido en el pivote. El ángulo del péndulo se mide por otro codificador, es decir se tienen dos variables físicamente medibles.

[pic 3]

Figura 1. Entrenador Péndulo invertido

Por lo tanto, a través de la plataforma de trabajo NI ELVIS II de la National Instruments, se adquieren las señales de entrada y salida del péndulo invertido por medio del puerto USB al computador, para obtener un enlace en tiempo real en la adquisición de datos (DAQ), estas entradas y salidas se pueden manipuladas y observadas por medio del lenguaje de programación de LabVIEW.

Al comenzar la practica identificamos el proceso y las variables que actúan en él, que son las siguientes:

• Variable controlada: Angulo del péndulo.
• Variable manipulada: Tensión o voltaje del motor.
• Set point: Posición en la que quiero que este mi péndulo.
• Perturbación: Rozamiento del cableado que conecta los motores del péndulo.

In-lab Experiments.

Simple modeling.

En el paso 1, 2 y 3. se abre, configura y ejecuta el QNET ROTPENT Simple modeling.

Paso 4. Mantener el brazo del péndulo y perturbarlo. (fig. 1)[pic 4]

(fig. 1)

Paso 5.: examinar la respuesta del ángulo del brazo con respecto a la gráfica: el Angulo del péndulo puede verse claramente representado en el software, si el movimiento angular es ininterrumpido, la señal obtenida en el software será perfectamente representada por una onda senoidal.

Paso 6: repetir el paso y soltar el brazo después de varios cambios. (fig.2)

[pic 5]

(fig.2)

Paso 7: Ejercicio 1:

Dada la respuesta (grafica) de estos dos sistemas (péndulo y péndulo rotatorio) el péndulo rotatorio, es decir, brazo del péndulo, llega más rápido al ángulo cero (0), ya que este posee más fricción con respecto al movimiento de su eje, por lo que podemos ver que la señal generada por el péndulo, continua en movimiento, (señal azul) mientras el brazo (señal roja) llega rápidamente a cero.

paso 8: detener la simulación clickeando el botón Stop. Esto se ve representado en la figura 3.[pic 6]

(fig. 3)

Friction.

Paso 1 consiste en ejecutar el software, el 2 indica los valores que están ubicados en la sección generador de señal, la cual corresponde a amplitud de la señal, es decir, el voltaje de entrada, la frecuencia de la mismas y el offset el cual describe su desplazamiento vertical.

El paso tres nos pide modificar en pasos de 0.10 v el voltaje del offset, hasta que este comience a moverse, lo cual se ve representado en la figura 4.[pic 7]

(fig. 4)

El paso 4 consiste básicamente lo mismo, el offset se modifica en la mima medida, pero hacia el orden de los negativos (-0,10v) esto puede verse en la figura 5.[pic 8]

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