Prototype of a ball & plate system with PID control controlled by Arduino

Identifier:  TFG:4722

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFG4722

Authors:  Sentís Fàbregas, Adrià

Abstract:
Aquest projecte consisteix en el disseny, la implementació i el control d'un sistema Ball & Plate. Es tracta d'un sistema de balanceig que té com a finalitat controlar la inclinació d'una plataforma per ubicar-hi una bola en una posició determinada. En la primera part del treball es desenvolupa un estudi per l'elecció dels components que formaran el prototip, utilitzant finalment, un panell tàctil resistiu per la detecció de la posició, servomotors de corrent continu com a actuadors i la placa Arduino per la implementació de control. La major part de l'estructura està constituïda per peces dissenyades i fabricades mitjançant una impressora 3D. En el microcontrolador s'ha implementat un algoritme per la captació d'un senyal estable de la posició de la bola en tot moment. Pel control, s'ha utilitzat un controlador PID digital, el qual és sintonitzat utilitzant el mètode Ziegler-Nichols en llaç tancat. També és analitzat els efectes que tenen les accions del terme derivatiu i integral, solucionant els efectes negatius provocats per aquests. Finalment, s'implementen algunes trajectòries com a entrades de referència del sistema i es mostren els resultats gràfics obtinguts a través de la comunicació entre Arduino i l'ordinador en temps real.