Control de cabeceo y fuerza de una plataforma electromecánica con un grado de libertad. Implementación del algoritmo de control utilizando Arduino y LabVIEW como interfaz gráfica

Abstract

[ES] El objetivo principal del TFG será desarrollar un sistema electromecánico, basado en un motor con una hélice y un contrapeso, que simule el ángulo de cabeceo de un vehículo aéreo. A partir del mismo, utilizando un IMU y un controlador Arduino, se realizará el diseño e implementación de un algoritmo de control del cabeceo del sistema desarrollado.

[ES] En el siguiente trabajo se pretende realizar un control de posición en una barra que presenta un grado de libertad, además de un control de fuerza del motor que es responsable del movimiento de la barra. Dicha barra girará respecto a un eje que pasa por su centro de gravedad. El movimiento de la barra es debido a una fuerza de empuje provocada por una hélice y un motor de corriente continua colocados en un extremo de la barra. Se ha implementado un regulador PID en el Arduino para controlar la velocidad de giro del motor y con ello se controla la posición de la barra(en grados) o la fuerza de empuje del motor(en gramos). Esto se puede asemejar a “un helicóptero con un grado de libertad”. Los datos recogidos del control se pueden visualizar en tiempo real en gráficas y en una simulación 3D en LabVIEW. Además, los datos también se pueden guardar en un fichero .txt al finalizar el control para realizar un análisis posterior en MATLAB y sacar conclusiones. Una de las grandes ventajas de la aplicación que se ha diseñado en LabVIEW, es que se pueden cambiar los parámetros del PID durante el funcionamiento del control así como cambiar el modo de funcionamiento de manual a automático y viceversa. Esto es muy útil para poder ajustar de manera óptima los parámetros del controlador. En la bibliografía se puede encontrar el link del video de demostración de la aplicación y la planta funcionando: https://www.youtube.com/watch?v=2oH1zVWuSIk&feature=youtu.be