1. PROYECTO DE CONTROL CLÁSICO
Dr. Roger Miranda Colorado
17 de septiembre de 2012

2. 1. CONTROL DE UN SERVOMECANISMO DE CD
1. CONTROL DE UN SERVOMECANISMO DE CD
1.1. Introducción
El problema de control de sistemas electromecánicos es de gran importancia en muchas
aplicaciones industriales donde dichos sistemas son motores o bien, éstos forman parte
esencial de sistemas de seguimiento o posicionamiento. El uso de servosistemas se ha in-
crementado debido a la creciente automatización dentro de las industrias. De igual forma,
los requerimientos de desempeño de dichos sistemas se han vuelto cada vez más exigentes;
por esta razón se necesita de controladores capaces de satisfacer dichas exigencias.
En la actualidad existen muchos sistemas que utilizan servomecanismos como en el ca-
so de los robots industriales, unidades de lectura ópticas, máquinas herramientas, equipos
de manufactura, etc. Para mejorar su desempeño se requiere de controladores que cuenten
con un índice de desempeño capaz satisfacer los requerimientos establecidos.
Tradicionalmente se han usado algoritmos Proporcional Derivativo (PD) y Propor-
cional Integral Derivativo (PID) para el control de servomecanismos y es bien sabido que
incrementando la ganancia proporcional es posible reducir el tiempo de establecimiento;
sin embargo, pueden aparecer sobretiros si no se aplica el amortiguamiento su…ciente. No
obstante, existe un límite en la cantidad de amortiguamiento que puede aplicarse a un
servomecanismo, el cual se impone por el nivel de ruido de la medición o de la estimación
de la velocidad.
De esta manera, es conveniente tener el conocimiento de cómo implementar una ley de
control a un servomecanismo, de modo que se pueda tener el conocimiento de las limitantes
o problemas que pueden surgir en la práctica, ya que dichos efectos normalmente no se
llegan a visualizar en las simulaciones.
Por otra parte, es importante no sólo tener una máquina que sea capaz de llevar a cabo
la tarea de establecer el tipo de movimientos requeridos, sino contar con otros tipos de
sensores que sean capaces de proporcionar señales de interés que permitan el movimiento
preciso de un sistema determinado. De esta manera se establece el siguiente objetivo.
Objetivo. Controlar un servomecanismo de CD empleando señales mioeléctricas obtenidas
por medio de electrodos acoplados al brazo y llevar a cabo el seguimiento del
movimiento determinado por el brazo empleando estrategias de control clásico y
retroalimentación de estados.
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3. 1. CONTROL DE UN SERVOMECANISMO DE CD
1.2. Desarrollo
Para llevar a cabo el proyecto anterior se considerarán un conjunto de etapas que
permitirán ir resolviendo los problemas que puedan presentarse a lo largo del desarrollo
del proyecto, a la vez que se permitirá entender de modo más claro el funcionamiento de
cada una de las partes que constituirán al sistema mencionado. Además, se puede buscar
en Moodle un video de muestra donde se aprecia el desarrollo requerido.
1.2.1. Etapa 1. Avance 1
A continuación se indican una serie de elementos que deben de incluirse en el desarrollo
del proyecto mencionado. Dichos puntos son los requerimientos básicos que se deben
de cumplir en la presentación del avance, lo cual no implica que, en caso de que se
requiera, se incluya la investigación de temas relacionados que permitan aclarar y mejorar
la investigación básica establecida. Los elementos básicos mencionados son:
1. Investigación acerca de las señales mioeléctricas y tipos de señales obtenidas por
medio de los electrodos
2. Investigación general en la que se establezca el procedimiento que se seguirá para la
obtención de las señales a través de electrodos ubicados en el brazo de una persona.
En este punto se debe de incluir el panorama general establecido en la materia de
Procesamiento Digital de Señales
3. Investigación acerca de las propiedades de la tarjeta de comunicación Arduino
MEGA 2560, indicando las funciones con las que cuenta, formas de operación, forma
de programar, relación con Processing y Matlab-Simulink
4. Investigación detallada acerca de la construcción de un ampli…cador de potencia, el
cual debe de contar con características tales como: alta corriente y voltaje de salida,
etapa de aislamiento, detalles claros y detallados del proceso de diseño, posibilidad
de ser empleado no solo con motores pequeños, sino con motores con requerimientos
de voltaje y corriente elevada. Además, se deben de indicar las características de la
fuente que ha de emplearse para la alimentación del ampli…cador
5. Modelo básico de diseño del sistema para obtener las señales por medio de los
electrodos, así como de la base que se construirá para el sistema del servomecanismo
de CD
6. Investigación de posibles aplicaciones que pueden darse a un sistema con las carac-
terísticas que se incluirán en este proyecto
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