Resumen

ALMAZAN-ARVIZU, Ricardo Yahir; LOZANO-HERNANDEZ, Yair; GUTIERREZ-FRIAS, Oscar Octavio  y  VILLAFUERTE-BANTE, Mario. Control PI difuso de un sistema de levitación magnética mediante un sistema embebido. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2019, vol.20, n.4, 00007.  Epub 15-Nov-2019. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2019.20n4.043.

En el presente trabajo, se presenta el diseño e implementación de un esquema de control, que tiene como objetivo realizar tareas de regulación y seguimiento de trayectoria en la posición de un sistema de levitación magnética que actúa mediante repulsión electromagnética, el cual consiste en una viga actuada por un cojinete magnético activo en configuración pendular. A pesar de que el controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) presenta simplicidad aritmética, facilidad de uso, buena robustez y error igual a cero en estado estable (Pal & Mudi, 2008), el modelo matemático del sistema de levitación magnética es altamente no lineal y está sujeto a incertidumbre o variación de sus parámetros. Por ello, el control PID no garantiza el cumplimiento de tareas de seguimiento de trayectoria (Precup & Hellendoorn, 2011). En resumen, se utiliza un PI-Difuso debido a la dinámica no lineal del sistema y la histéresis presente en el electroimán. El diseño del controlador se realizó mediante la siguiente metodología: se analiza el modelo matemático y las características no lineales del sistema, se miden de forma experimental los universos de discurso del error, derivada del error y la acción de control. Los datos experimentales se utilizaron para la fuzzificación, defuzzificación, planteamiento de las reglas y ganancias del controlador. Las reglas implementadas se diseñaron para un PD-Difuso, por lo cual; se aplicó una integración numérica de la acción de control, obteniéndose un PI-Difuso. Por último, se realizó la implementación en la tarjeta STM32F407G-DISC, la cual se programó con MATLAB-Simulink. Los resultados experimentales demuestran que el controlador propuesto funciona incluso debajo de la horizontal, donde el comportamiento puede presentar singularidades o problemas físicos como imantación, cumpliendo así los objetivos planteados para un rango de -5 a 10 radianes, estos resultados se mantienen incluso en presencia de perturbaciones, demostrando la factibilidad del controlador.

Palabras llave : Levitación magnética; control PI difuso; cojinete magnético; sistema no lineal; control de posición.

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