Construcción y control del Péndulo de Furuta.

Abstract

El Péndulo de Furuta, también conocido como péndulo rotatorio invertido, consiste en un brazo impulsado que gira en el plano horizontal, unido a un péndulo que puede girar libremente en el plano vertical. Fue inventado en 1992 en el Tokyo Institute of Technology por Katsuhisa Furuta y sus colegas [1]. El péndulo es un ejemplo de un oscilador no lineal complejo de interés en la teoría de sistemas de control. Desde su creación cientos de documentos y tesis han utilizado el péndulo para probar y desarrollar técnicas de control. Este proyecto desarrolló con éxito la construcción de un prototipo de laboratorio que puede ser utilizado tanto para enseñanza como para investigación. Se eligió un modelo físico para el péndulo y posteriormente se caracterizaron los parámetros del mismo. El prototipo cuenta con un motor para impulsar el brazo, dos encoders y un sensor de corriente para medir sus variables de estado. Además se cuenta con un microcontrolador que aplica las estrategias de control implementadas y se comunica con el software de simulación, este permite cargar y evaluar distintos controladores de forma rápida. Finalmente, se diseñó e implementó con éxito un controlador para mantener el péndulo en posición invertida y un controlador capaz de llevar el péndulo desde la posición de reposo hasta la posición invertida. Para esto se utilizó el modelo desarrollado e identificado junto con el software en el cual se integró el sistema, lo que termina de validarlo por completo.