Control de posición y trayectoria de una pelota en un sistema tipo Ball And Plate

Abstract

En este proyecto se ha llevado a cabo la construcción y definición de la arquitectura de control de un sistema tipo Ball And Plate, un sistema consistente en el control de la posición y trayectoria de una pelota que se desplaza sobre una superficie plana. El objetivo principal es crear un equipo demostrativo con varias trayectorias predefinidas por defecto, así como que éste sirva de punto de partida para la creación de un equipo de carácter permanente que sirva para la prueba de distintos tipos de controladores. Para obtención de datos en tiempo real del sistema se utiliza una pantalla táctil y una unidad de medidas inerciales, mientras que como actuadores se han utilizado dos motores paso a paso. Toda la información es gestionada por un Arduino Uno, en el cual se han implementado los controladores. Se ha desarrollado también una interfaz gráfica en Python, en la que se puede observar en tiempo real la referencia y la posición actual de la pelota sobre la superficie de la pantalla.

In this project, the construction and the definition of control architecture of a Ball and Plate system were carried out, where position and trajectory of a ball which rolls in a plate can be controlled. The aim of this project is to create a demonstration Ball and Plate system with several predefined trajectories, as well as a starting point of the design of a permanent device, to test different control algorithms. In order to obtain real time data from the system, a four-wire touchscreen and an Inertial Measurement Unit (IMU) were used whereas as actuators, two stepper motors were used. This real time data is acquired by an Arduino Uno, where PID controllers were implemented. A Graphical User Interface (GUI) was also developed in Python, where the real-time position and the reference of the ball is plot.