Modelamiento y control de un péndulo invertido desde una perspectiva mecatrónica

Resumen

El objetivo del presente trabajo es modelar y controlar un sistema de péndulo invertido, con actuador y con sistema de trasmisión, mediante una perspectiva mecatrónica basada en la teoría de diagrama de enlaces. El requerimiento básico de control consiste en desplazar el carro de una posición a otra, usando una entrada escalón, sin que el péndulo caiga. Se ha aplicado la metodología conocida de modelamiento mediante diagrama de enlaces, estableciendo las restricciones cinemáticas necesarias entre el péndulo y el carro y usando transformadores para relacionar los engranajes entre ellos y con la correa dentada. Se ha utilizado el software 20Sim para establecer automáticamente la causalidad del modelo, para linealizarlo y para simularlo. Se desarrolló un controlador por retroalimentación de estados a partir del sistema linealizado, se lo probó en el sistema original no lineal encontrando que, para ciertos márgenes, éste es efectivo manteniendo el péndulo vertical hacia arriba mientras el carro cambia de posición.