Sensado basado en visi贸n para el control de un sistema Ball & Beam

Autores: Ezequiel Pecker Marcosig; An铆bal Zanini
instituci贸n: Facultad de Ingenier铆a FIUBA

Resumen:
El objetivo de este trabajo es controlar la posici贸n de una bola que rueda sobre una gu铆a con un grado de libertad. Se utiliza visi贸n artificial como m茅todo de sensado de la posici贸n. Esta herramienta es muy utilizada porque no necesita cont谩cto con el elemento a sensar. La聽 c谩mara utilizada es una webcam. El medio en el cual se realiza la captura de la imagen debe controlarse聽 adecuadamente para tener alto contraste entre la bola y los dem谩s componentes del sistema. La posici贸n obtenida de la imagen es convertida, mediante transformaciones lineales, de un sistema de coordenadas 2D expresado en pixeles a un sistema de coordenadas 3D solidario con la barra y expresado en mm. El sistema mec谩nico a controlar es inherentemente inestable y tiene una din谩mica no lineal, por esta raz贸n, es una planta utilizada frecuentemente para evaluar diversas estrategias de control.
El sistema es estabilizado con un controlador PID que se ejecuta en una PC y determina el聽 valor de la fuerza de control a enviar a un microcontrolador para que 茅ste la convierta en una se帽al adecuada para manejar el servo unido al eje de la gu铆a. Este actuador tiene embebido un controlador proporcional originalmente dise帽ado para obtener una determinada din谩mica en la respuesta del servo. Para este lazo de control el movimiento de la gu铆a acoplada y el desplazamiento de la bola constituyen perturbaciones. Ambos controladores se hallan conectados en cascada.

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