Sensado basado en visión para el control de un sistema Ball & Beam

EZEQUIEL PECKER MARCOSIG; ANÍBAL ZANINI

Ciudad de Buenos Aires

Congreso; Congreso Argentino de Sistemas Embebidos - CASE 2011; 2011

UTN-FRBA - Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Buenos Aires

El objetivo de este trabajo es controlar la posición de una bola que rueda sobre una guía con un grado de libertad. Se utiliza visión artificial como método de sensado de la posición. Esta herramienta es muy utilizada porque no necesita contácto con el elemento a sensar. La cámara utilizada es una webcam. El medio en el cual se realiza la captura de la imagen debe controlarse adecuadamente para tener alto contraste entre la bola y los demás componentes del sistema. La posición obtenida de la imagen es convertida, mediante transformaciones lineales, de un sistema de coordenadas 2D expresado en pixeles a un sistema de coordenadas 3D solidario con la barra y expresado en mm. El sistema mecánico a controlar es inherentemente inestable y tiene una dinámica no lineal, por esta razón, es una planta utilizada frecuentemente para evaluar diversas estrategias de control. El sistema es estabilizado con un controlador PID que se ejecuta en una PC y determina el valor de la fuerza de control a enviar a un microcontrolador para que éste la convierta en una señal adecuada para manejar el servo unido al eje de la guía. Este actuador tiene embebido un controlador proporcional originalmente diseñado para obtener una determinada dinámica en la respuesta del servo. Para este lazo de control el movimiento de la guía acoplada y el desplazamiento de la bola constituyen perturbaciones. Ambos controladores se hallan conectados en cascada.