Prototipo de planta mecatrónica reconfigurable para la enseñanza y aprendizaje del control automático

Resumen

Este trabajo presenta el diseño, implementación, instrumentación, modelado y control de un prototipo de planta mecatrónica reconfigurable para el estudio de control automático. Este sistema mecatrónico se dispuso para tres tipos de configuraciones de plantas: bola y viga, balancín con hélice y bicóptero. Su comportamiento dinámico ha servido para ilustrar conceptos fundamentales de estabilidad, dinámica no lineal y teoría de control moderna. El modelo dinámico no lineal del sistema se obtuvo utilizando ecuaciones de Newton de torque e inercia, se linealizó, se representó como función de transferencia y en el espacio de estados. El sistema se construyó e instrumentó utilizando como unidad de control el microcontrolador PIC18f4550 que sirvió también como sistema de adquisición y distribución de señales para identificar el modelo del sistema experimentalmente. Se diseñaron y simularon controladores PID mediante sintonización y se evaluó el desempeño de los mismos, utilizando las herramientas del software LabVIEWä y MatlabÒ integradas a la plataforma. El desarrollo de este prototipo de bajo costo sirvió como apoyo para el aprendizaje y aplicación de conceptos de la teoría de control por parte de los estudiantes y se aprovechó como aporte significativo para la planeación del curso de control bajo la metodología de aprendizaje basado en proyectos.