Controlador Difuso para Sistemas Levitadores Aerodinámicos Usando Arduino Uno.
DOI:
https://doi.org/10.52428/20758944.v16i48.348Palabras clave:
Control difuso, Levitación aerodinámica, Lógica difusa, Modelo matemático, Sistema no linealResumen
La lógica booleana propuesta por von Neumann presenta problemas a la hora de abordar ciertas tareas del mundo real. Los sistemas borrosos o difusos inciden sobre la lógica booleana asignando valores intermedios entre 1 y 0, emulando el razonamiento del ser humano. Los sistemas levitadores aerodinámicos se caracterizan por su comportamiento no lineal y hacen del sistema difuso un candidato adecuado para su control.
Para el diseño del control difuso, primero se calcula el modelo matemático de los sistemas levitadores aerodinámicos de una esfera y una viga. Se explica los actuadores usados y sus propiedades aerodinámicas: ventilador y motor Brushless. Se realizó la simulación de las ecuaciones diferenciales calculadas en SIMULINK (herramienta usada para diseños basados en modelos) bajo entradas no estándar. Se ajustaron las constantes con los datos reales obtenidos usando MATLAB (laboratorio de matrices o Matrix Laboratory, por sus siglas en inglés). Se asignaron las variables lingüísticas de entrada y salida con sus respectivas particiones empleando MATLAB. Se simularon los diseños del control difuso en SIMULINK obteniendo resultados óptimos. Se implementó estos valores con ligeros cambios de sintonía en el entorno de desarrollo integrado de la tarjeta de desarrollo electrónico Arduino y se guardaron los datos de respuesta real. Se realizó la comparación de los resultados de simulación obteniendo una coherencia con los resultados simulados y reales. El sistema de control difuso ayudó a realizar un control adecuado y sencillo para sistemas levitadores aerodinámicos.
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Citas
Artero, Ó. T. (2013). ARDUINO. Curso práctico de formación: RC Libros.
Bastianon, R. A. (2008). Cálculo y diseño de la hélice óptima para turbinas eólicas. Buenos Aires, 1-48.
Chacon, J., Saenz, J., Torre, L., Diaz, J., & Esquembre, F. (2017). Design of a low-cost air levitation system for teaching control engineering. Sensors, 17(10), 2321. https://doi.org/10.3390/s17102321 DOI: https://doi.org/10.3390/s17102321
Chipdip. (2020). JF0825B1H-R, ventilador de 12V, 80x80x25mm, rodamiento de 3500 rpm. 2020, from https://www.chipdip.ru/product/jf0825b1h
de Saavedra, J. M. G. A., & Acher, G. R. (2012). Introducción a la aerodinámica potencial: Editorial Paraninfo.
Del Brío, B. M., & Molina, A. S. (2002). Redes neuronales y sistemas difusos Bonifacio Martín del BRio, Alfredo Sanz Molina (2 ed.): Alfaomega Ra-Ma.
Escaño, J. M., Algarın, D., & Ortega, M. (2004). IDENTIFICACION Y CONTROL DE POSICION DE UN SISTEMA DE LEVITACION NEUMATICA. 1-7. http://intranet.ceautomatica.es/old/actividades/jornadas/XXV/documentos/39-anessiuore.pdf
HETPRO. (2020). MOTOR BRUSHLESS A2212/13T 1000KV. Retrieved 2020, from https://hetpro-store. com/motor-brushless-a2212-13t-1000-kv/
Jamicon. (2020). DC FAN 80x80x25 mm. 2020, from https://static.chipdip.ru/lib/245/DOC000245581. pdf
Jernigan, S. R., Fahmy, Y., & Buckner, G. D. (2008). Implementing a remote laboratory experience into a joint engineering degree program: Aerodynamic levitation of a beach ball. IEEE Transactions on Education, 52(2), 205-213. https://doi.org/10.1109/TE.2008.924217 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2008.924217
Kuo, B. C. (2010). Automatic control systems (pp. 149-150). USA: John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1109/TAC.2010.2069430 https://doi.org/10.1007/s12555-010-0410-6 https://doi.org/10.1007/s12555-010-0426-y DOI: https://doi.org/10.1007/s12555-010-0410-6
Kuzhandairaj, J. C. (2018). Development, control and testing of an air levitation system for educational purpose. (Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dell'Automazione ), POLITECNICO DI MILANO 1863, ITALIA.
Sivanandam, S., Sumathi, S., & Deepa, S. (2007). Introduction to fuzzy logic using MATLAB (Vol. 1): Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-35781-0 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-35781-0
Timmerman, P., & Van der Weele, J. P. (1999). On the rise and fall of a ball with linear or quadratic drag. American Journal of Physics, 67(6), 538-546. https://doi.org/10.1119/1.19320 DOI: https://doi.org/10.1119/1.19320
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