OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar controladores inteligentes para el sistema 3DCRANE. OBJETIVOS ESPECIFICOS Diseñar e implementar un sistema difuso para el control de la plataforma 3DCRANE.
Diseñar e implementar un algoritmo genético que nos permita sintonizar los controladores PID de la plataforma 3DCRANE
Definición El sistema 3DCRANE es una plataforma, grúa, con libertad de movimiento a lo largo de los ejes X, Y y Z. La plataforma traslada la carga útil en cada cambio de posición de acuerdo a la necesidad del usuario.
Funcionamiento útil en 3 dimensiones:
Carga útil se levanta y baja en la dirección del plano Z.
Ferrocarril y carro se mueven horizontalmente en la dirección del plano X.
El carro se mueve horizontalmente a lo largo del ferrocarril en la dirección del plano Y.
Componentes Hardware Controlador eje X, eje Y y eje Z. Unidad de medición de ángulo de carga útil. 2 sensores de unidad única. Sensor de posición eje X, eje Y y eje Z. RT – DAC / PCI (entradas / salidas digitales). Unidad de desplazamiento de carga (carro). Estructura metálica (forma de cubo). Rieles
Componentes Software
Ordenador mínimo con un procesador Pentium a AMD. Sistema totalmente integrable bajo Windows XP o Windows 2000. Matlab versión 6.5 o 7 ( R14 SP2/SP3 ) o R2006a, R2006b o R2007a. Versiones apropiadas de SIMULINK y herramientas RTW Compilador de 32 bits MS VISUAL C++ . Open Watcom 1.3 si se utiliza Matlab 6.5
Funcionamiento El modelo de control cuenta con tres motores de corriente continua y cinco codificadores de posición para las siguientes 5 variables de estado: Coordenadas del carro en el plano horizontal Longitud de la línea de elevación Dos ángulos de desviación de la carga útil
Los codificadores miden los movimientos con una resolución equivalente a 4096 pulsos por rotación. Estos codificadores junto con el diseño mecánico especializado crean una única unidad de medida. La desviación de la carga se mide con una precisión igual a 0,0015 rad (0.1°).
Funcionamiento La interfaz de potencia amplifica las señales de control que se transmiten desde el computador a los motores de corriente continua. También convierte las señales de pulso codificadas a la forma digital de 16 bits que serán leídos por el computador.The encoders
Para la comunicación con la plataforma el computador posee una tarjeta RT-DAC/PCI con múltiples entradas y salidas digitales que se comunica con la tarjeta de interfaz de energía. El sistema opera directamente en el entorno de MATLAB Simulink.
Modelamiento Matemático Para un correcto modelamiento de la plataforma la parte primordial es determinar un adecuado sistema de coordenadas. El sistema de coordenadas esféricas es el elegido para este modelamiento debido a su versatilidad al momento de tratar movimientos de rotación dinámica.
Modelamiento Matemático Definición de variables medidas xw : distancia del ferrocarril con el carro desde el centro de la estructura. yw: distancia del carro desde el centro de la riel. R: longitud de la línea de elevación. a: ángulo formado entre el eje y y la línea de elevación. ß: ángulo formado entre la dirección negativa del eje z y la proyección de la línea de elevación en el plano xz.
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