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Diseño y Construcción de una Herramienta para la Simulación de los Métodos de Control PID y SLIDING Mode Control (SMC) Aplicado a un Motor BLDC

Resumen en español

Los controladores PID y SMC (Sliding Mode Control) permiten que a través de una realimentación un determinado sistema alcance un estado deseado. Este proyecto presenta el diseño y construcción de un banco de pruebas de control para la simulación de estos métodos mediante un sistema balancín estabilizado físicamente con un motor Brushless DC. El desarrollo del proyecto integra la construcción, componentes electrónicos, modelos matemáticos, sistemas de control de la planta e interfaz gráfica (HMI). El banco de pruebas de control consiste en una barra móvil fijada a otra barra vertical, un motor brushless DC está fijado al extremo de la barra móvil, a través de su hélice genera una fuerza de empuje con un rango de movimiento vertical cuya posición es determinada por el sensor IMU (Inertial Measurements Units), el cual retorna el valor de la posición de la barra móvil respecto a la barra vertical. Para hallar el modelo matemático de la planta fue fundamental el análisis del movimiento dinámico del sistema. Así, basado en la ecuación diferencial de segundo orden obtenida, se realizó la identificación del sistema a través del comportamiento natural de la planta, de esta forma se encontró un modelo hibrido. Con la ayuda de la herramienta Matlab se diseñó los controladores PID y Sliding Mode Control cuyos parámetros se sintonizaron a través Ziegler Nichols automático de Matlab y el análisis FOPDT (First Order Plus Dead Time). Finalmente se hizo la implementación de los controladores en la tarjeta ESP8266 Nodemcu.