Prototipo de levitación neumática para enseñanza-aprendizaje de teoría de control

Monica Reyes-Orta; Brian Pérez-López; Carlos Cuvas-Castillo; Raúl  Villafuerte-Segura

doi:10.29057/icbi.v11iEspecial4.11362

Monica Reyes-Orta Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo https://orcid.org/0009-0001-9254-0930
Brian Pérez-López Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo https://orcid.org/0009-0002-5016-3740
Carlos Cuvas-Castillo Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo https://orcid.org/0000-0002-0976-9073
Raúl Villafuerte-Segura Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo https://orcid.org/0000-0003-3904-5401

DOI: https://doi.org/10.29057/icbi.v11iEspecial4.11362

Keywords: Control PID, Pneumatic levitation, Stability and stabilization analysis, Ziegler-Nichols, Parameter identification method

Abstract

Currently there are different types of levitation, including magnetic, pneumatic, acoustic, optical and electrostatic. Which are the basic operating principle of real processes such as the levitation of the bullet train (high-speed train, HST), indoor skydiving, manipulation and positioning of materials through levitation, and so on. Pneumatic levitation is one in which an object is suspended with the air counteracting the gravitational force, for this a closed-loop control system is usually implemented to maintain a desired levitation position. This paper proposes the design and construction of a low-cost pneumatic levitation prototype for the teaching-learning of classical control concepts and the tuning of laws of the PID type.

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References

Aguirre Hernández, B., Loredo Villalobos, C. A., Díaz González, E. C., y Campos Cantón, E. (2017). Estabilidad de sistemas por medio de polinomios hurwitz. Revista de Matemática: Teoría y Aplicaciones.

Åström, K. J. y Hägglund, T. (2001). The future of pid control. Control engineering practice, 9(11):1163–1175.

Becerra Terán, V. F. y Loyola Cisneros, J. L. (2020). Diseño e implementación de un algoritmo pid discreto para aumentar los lazos de control en controladores lógicos programables. upao.edu.pe.

BI, S. (2023). Solidworks - qué es y para qué sirve.

Bolton, W. (2009). Ingeniería de control. Alfaomega, 2 edición.

Bolzern, P., Scattolini, R., y Schiavoni, N. (2008). Fundamentos de Control automático. McGraw-Hill.

Canul, E. (2021). Introducción a la derivada mediante rectas tangentes y pendientes. Revista de Investigación y Divulgación en Matemática Educativa, 18(3):12–20.

Carrillo Paz, A. (2011). Sistemas automáticos de control fundamentos básicos de análisis y modelado. Sistemas Automáticos de Control Fundamentos Básicos de Análisis y Modelado, 255.

Cervantes López, M. J., Llanes Castillo, A., Peña Maldonado, A. A., y Cruz Casados, J. (2020). Estrategias para potenciar el aprendizaje y el rendimiento académico en estudiantes universitarios. Revista Venezolana de Gerencia, 25(90):579–594.

Cervantes Marquez, A. (2021). Sistema de control pid sintonizado por algoritmo de evolución diferencial y ziegler-nichols aplicado a motores de cd. Repositorio InstitucionalDGBSDI-AQ.

Chapra, S. C., Canale, R. P., Ruiz, R. S. G., Mercado, V. H. I., Díaz, E. M., y Benites, G. E. (2011). Métodos numéricos para ingenieros, volumen 5. McGraw-Hill New York, NY, USA.

Claudio (2015). Historia de los primeros tuneles bajo montañas:tecnicas de las perforaciones.

CristianGar, C. G. (2017). Historia de la neumática e hidráulica - ingeniería mecánica.

Dorf, R. C., Bishop, R. H., Canto, S. D., Canto, R. D., y Dormido, S. (2008). Sistemas de Control Moderno. Pearson Educación, 10 edición.

Escaño, J., Ortega, M., y Rubio, F. (2004). Identificación y control de posición de un sistema de levitación neumática. XXV Jornadas de Automática Ciudad Real, 1.

Gómez, M. M. (2021). La neumática: Su historia del arte y elementos resaltantes - eadic.

Miguel, I. U. H., Monjaraz, E. M., Mendoza, J. P., Tolentino, J. A. C., y Silva, A. J. (2018). Diseño, construcción y control de un sistema de levitación neumática. Pistas Educativas, 36(112).

Ogata, K. (2010). Ingeniería de Control Moderna. 5ta ed. ed. Pearson Educacion. España.

Ogata, K. y Sanchez, G. L. P. (1987). Dinámica de sistemas. Prentice-Hall Hispanoamericana.

Pinto Poalacin, S. M. (2020). Implementación de un módulo de levitador neumático mediante control pid para el laboratorio de control y manipulación automática de la facultad de mecánica. http://dspace.espoch.edu.ec/.

Rivas, L. C., Mejía, J. F. G., y Fuentes, A. A. F. (2020). Diseño e implementación de un regulador pid del flujo de un levitador neumático. Tecnología, Diseño e Innovación, 6(1):39—-50.

Rivero, R. A. (2011). Identificación de sistemas de segundo orden. Buenos Aires: Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Tucumán.

Valdivia Miranda, C. (2012). Sistemas de control continuos y discretos. Ediciones Paraninfo, SA.

Zorrilla Valencia, C. (2021). Levitador neumático controlado por arduino. Universitat Politécnica de Catalunya, B.S. thesis.