Desarrollo de un péndulo de Furuta

En este articulo se describe la metodologia empleada para el desarrollo e implementacion de un pendulo rotacional invertido, mejor conocido como pendulo de Furuta. La finalidad de este proyecto es apoyar el aprendizaje de estudiantes de Ingenieria Mecatronica, Mecanica y Electrica, en la introduccion al control de sistemas subactuados. El pendulo de Furuta consta de un brazo que rota en el plano horizontal, montado sobre la flecha de un motor de CD, y una varilla que rota en el plano vertical, montada en un extremo del brazo horizontal. La estructura del pendulo rotacional invertido fue disenada empleando el software de modelado en 3D SolidWorks y para su construccion se empleo acero inoxidable y acero galvanizado. Para controlar el pendulo de Furuta se empleo el metodo de control PID. Para facilitar la sintonizacion del controlador se elaboro una interfaz grafica en MATLAB, la cual que permite al usuario observar la respuesta de una planta ante cambios en las ganancias de los parametros PID. La finalidad del algoritmo de control es mantener la varilla del pendulo en posicion vertical hacia arriba, con oscilaciones minimas o ninguna. Para su implementacion se diseno y construyo una tarjeta de control basada en el PIC18F4550, el cual se procesa el angulo de inclinacion la varilla y aplica el control PID al motor de CD mediante una senal PWM en modo de puente completo. Por tratarse de un dispositivo educativo, el sistema esta abierto para que los estudiantes implementen distintos metodos de control para que comparen su eficiencia