Diseño, implementación y control de un prototipo mecatrónico de péndulo invertido móvil
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Date
2025-05-21
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El péndulo invertido móvil es un sistema clásico en ingeniería de control,
ampliamente utilizado para estudiar la estabilización de sistemas no lineales y la implementación
de estrategias de control avanzadas. Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un prototipo
funcional de péndulo invertido móvil, implementando y comparando diferentes métodos de
control: Lógica difusa, retroalimentación de estados y retroalimentación de estados con observador
de Luenberger. El diseño del sistema incluye tanto la construcción mecánica como la
implementación electrónica y de software, utilizando Arduino como plataforma de control.
El problema central radica en la inestabilidad inherente del sistema, lo que dificulta mantener el
péndulo en posición vertical. Para abordarlo, se propone una metodología que combina
simulaciones en MATLAB con pruebas practicas del prototipo. Las simulaciones demostraron que
los controladores diseñados son capaces de estabilizar bajo condiciones ideales. Sin embargo, al
implementarlos en el prototipo, se observaron discrepancias significativas debido a perturbaciones
externas y limitaciones del hardware, lo que afectó la estabilidad a largo plazo.
Los resultados obtenidos evidencian que, aunque el sistema logra estabilidad temporal, es
necesario mejorar la robustez de los controladores para garantizar un funcionamiento optimo en
condiciones reales. Este trabajo aporta una base sólida para futuras investigaciones de control
automático, destacando la importancia de considerar perturbaciones y limitaciones prácticas en el
diseño de sistemas de control.
Description
Keywords
Prototipo, péndulo invertido, control automático, mecatrónica, Diseño e implementación