Implementación y control del sistema bola en placa
Resumen
En este artículo se presenta la implementación y el control del sistema mecatrónico llamado -œbola en placa-?. Este sistema tiene como finalidad apoyar el aprendizaje de estudiantes de Ingeniería Mecatrónica e Ingeniería Mecánica, en temas relacionados con los sistemas control. El sistema de bola en placa tiene dos grados de libertad que son controlados mediante servomotores, lo cual permite controlar el movimiento de una bola sobre una placa plana y colocarla en una coordenada  definida por el usuario, dentro de un área cuadrangular de . Si la bola es movida de su posición por algún agente externo, el sistema de control actúa inmediatamente para llevar la bola a la posición definida por el usuario. El algoritmo de control empleado fue PID, sin embargo al tratarse una plataforma destinada al aprendizaje, queda abierta para experimentar con otros algoritmos de control. Como sensor se emplea una cámara web, cuyas imágenes son procesadas en una computadora mediante MATLAB para obtener las coordenadas  del centroide de la bola. El algoritmo de control está programado en MATLAB, el cual determina los ángulos que deben tomar los servomotores para controlar la bola. Estos ángulos son enviados mediante el protocolo RS-232 hacia una placa de control gestionada por el PIC18F2550, quien es el encargado de controlar el movimiento angular de los servomotores. Este sistema permite a los estudiantes visualizar de manera real los efectos de los ajustes realizados en los parámetros del algoritmo de control PID, lo cual sin duda hará que su aprendizaje sea significativo y les permita adquirir competencias en el control de sistemas mecatrónicos.
Citas
Ádám, T., Dadvandipour, S., & Futás, J. (2003). Influence of discretization method on the digital control system performance. Slovakia.
Aström, K., & Hägglund, T. (2009). Control PID avanzado. Madrid: Pearson Educación.
Custom Computer Services. (11 de Agosto de 2014). PCWHD IDE Compiler for Microchip PIC10/12/16/18/24/dsPIC Devices. Obtenido de:
http://www.ccsinfo.com/product_info.php?products_id=PCWHD_full
Dassault Systèmes. (22 de Enero de 2016). SolidWorks. Obtenido de:
http://www.solidworks.com/
Garzón, O., & Garzón, Y. (2014). Estado del arte sistema bola y plato con control LQR vs PID. Bogotá.
Ho, M.-T., Rizal, Y., & Chu, L.-M. (2013). Visual Servoing Tracking Control of a Ball and Plate System: Design, Implementation and Experimental Validation. International Journal of Advanced Robotic Systems, 1-16.
Jadlovska, A., Jajcisin, S., & Lonscák, R. (2009). Modeling and PID control design of nonlinear educational model ball & plate. 17th International Conference on Process Control 2009, (págs. 475-483). Strbské Pleso.
Knuplez, A., Chowdhury, A., & Svecko, R. (2003). Modeling and control design for the ball and plate system. ICIT 2003 (págs. 1064-1067). Maribor: IEEE.
Mabie, H., & Reinholtz, C. (2010). Mecanismos y dinámica de maquinaria. México: Limusa Wiley.
Marchand, P., & Holland, T. (2003). Graphics and GUIs with MATLAB, 3rd. ed. Chapman & Hall, CRC.
Mazzone, V. (2002). Controladores PID. Quilmes: Universidad Nacional de Quilmes.
Ming-Tzu, H., Rizal, Y., & Li-Ming, C. (2013). Visual Servoing Tracking Control of a Ball and Plate System: Design, Implementation and Experimental Validation. International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 10, 1-16.
Nokhbeh, M., & Khashabi, D. (2011). Modeling and control of Ball-Plate System. Tehran.
Ogata, K. (1996). Sistemas de Control en Tiempo Discreto. México: Prentice Hall Hispanoamericana.
Y. L. Gu, E. (2013). A Journey from Robot to Digital Human, Mathematical Principles and Applications with MATLAB. New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Con el propósito de promover el desarrollo y divulgación de la investigación en educación en América Latina, en CTES se adhirió a la Iniciativa de Acceso Abierto de Budapest, por lo que se identifica como una publicación de acceso abierto. Esto significa que cualquier usuario puede leer el texto completo de los artículos, imprimirlos, descargarlos, copiarlos, enlazarlos, distribuirlos y usar los contenidos para otros fines. Las licencias Creative Cummons, permiten especificar los derechos de uso de una revista de acceso abierto disponible en Internet de tal manera que los usuarios conocen las reglas de publicación.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado
