Search

[CATALÀ] El projecte consisteix en el disseny, muntatge i programació d’una maqueta de tipus Segway monocicle. L’objectiu d’aquest projecte és dissenyar un sistema de control que actuï sobre la maqueta a fi d’eliminar l’error d’inclinació respecte a la posició vertical i que, per tant, davant de qualsevol inclinació corregeixi la seva posició per mantenir-se perpendicular a terra. La maqueta està construïda a petita escala (40 cm d’alçada) i disposa d’un motor DC a la part inferior on té una roda solidària al seu eix que permet reposar el pes del conjunt de la maqueta i desplaçar-la. A la part superior de la maqueta hi ha un Servo motor que actua sobre el moviment d’un pèndol que li permet realitzar una inclinació lateral sobre l’angle de la maqueta. Per al funcionament dels dispositius de la maqueta, el sistema utilitza un control PID en llaç tancat programat en Arduino. Per gestionar les sortides que actuen sobre els motors, aquest fa ús de les dades adquirides d’un sensor giroscopi i acceleròmetre que proporciona l’angle de la maqueta en els dos eixos del sistema. Per la sintonització del control PID s’utilitza el mètode Ziegler-Nichols que consisteix en un mètode empíric per ajustar els paràmetres del PID d’una manera pràctica i amb l’ajuda d’unes taules. Amb les característiques de la maqueta, juntament amb els dispositius que la formen i amb la sintonització del PID, obtenim unes zones de treball amb les que la maqueta adquireix un llindar de 15º respecte a la vertical en tots els sentits, i per tant, aconseguim un marge de 30º en els que la maqueta pot controlar el sistema. En definitiva, podem concloure que les parametritzacions del PID queden definides per les especificacions del sistema, ja que modificant característiques físiques i/o tècniques dels elements varia l’estat del sistema i conseqüentment, és necessari modificar a la vegada els paràmetres del controlador. Tot i això, els dispositius tenen limitacions que el control PID no sempre pot compensar. D’aquesta manera per aconseguir un rendiment més elevat s’han de modificar els dispositius per tal d’obtenir unes millors característiques tècniques i, en conseqüència, un millor funcionament. [ANGLÈS] This project consists on the design, assembly and program a mock-up of a unicycle Segway. The objective of this project is to design a PID control for the mock-up to eliminate the error about the inclination with the vertical position. Therefore, in case of some inclination it could rectify its own position to become perpendicular with the floor. The mock-up is a miniature assembly (40 cm in height) and have a DC motor on the bottom with a wheel in its shaft that allows to rest the weight of all the mock-up and move it. On the top, there is a Servo motor acting as a pendulum that allows it to incline the mock-up to the sideways. For the functioning of the elements of the mock-up, the system uses a PID control with closed loop programmed in Arduino. To manage the outputs that move the motors, they use the information of a gyroscope and an accelerator sensor that provide the angle of the mock-up in two axis of the system. To tune the PID control, it is used the Ziegler-Nichols method that consists on an empiric method to adjust the PID parameters with a practice mode and with a simple table. The characteristics of the mock-up together with the elements that form it and the PID tune, they give us a work zone of 15º with the vertical axis in all directions. So, we have a margin of 30º in the zone in which the mock-up can control the system. In conclusion, the PID tune is defined by the specs of the system, since modifying the physical and technical characteristics of the elements it changes the state of the system and, consequently, it is necessary to modify at the same time the control parameters. Despite this, the elements have limitations that PID control cannot always compensate. That way, to achieve more efficiency, we need to modify the elements to get better technical characteristics and, as a result, a better running.

Pendulums have long been used to to determine the kinematics of non-inertial rotating systems. A proper study of this classical mechanical device under the action of a rotating reference frame can fully describe the behavior of such non-inertial systems. In such venue, we have placed a pendulum inside a rotating plane ride in an amusement park, and determined the parameters defining the rotation of the ride by solely analyzing the pendulum's motion. We present two different methodologies to determine the motion patterns of the ride as well as a computer-based reproduction of the trajectory of the pendulum throughout the ride.

El projecte realitzat tracta sobre l’estudi i la possibilitat de millora d’un col·lector d’energia piezoelèctric per al medi marí amb l’objectiu d’alimentar dispositius de baix consum. Els estudis efectuats durant el transcurs del projecte seran dividits en dos apartats: 1. Estudi de la millora de l’aprofitament de l’onatge marí per aconseguir més energia. 2. Estudi i experimentació de la excitació de piezoelèctrics mitjançant forces magnètiques. Per efectuar els estudis preliminars descrits, un nou dispositiu de col·lector d’energia ha estat dissenyat seguint les característiques d’anteriors projectes. Els canvis efectuats en l’enginy han estat els següents: El moviment del prototipus estudiat està basat en el moviment d’un pèndol horitzontal que inicia el seu moviment gràcies al moviment de les ones del mar. Per millorar el gir del pèndol i, per tant, aprofitar millor l’energia provinent del mar, s’ha dissenyat un nou dispositiu amb el qual es poden efectuar diferents configuracions amb imants, per tal d’aprofitar les forces magnètiques i fer el gir del pèndol més homogeni i amb més velocitat. En els prototipus de col·lectors construïts prèviament, l’excitació dels piezoelèctrics era efectuada per xoc aprofitant el moviment del pèndol. En el present projecte s’ha realitzat l’estudi i l’experimentació d’efectuar la deformació del piezoelèctrics amb la força del camp magnètic produït per imants. S’han estudiat el pics de voltatge, la potència i l’energia capturada en les deformacions produïdes del piezoelèctric durant les proves efectuades i s’ha comparat amb anteriors projectes.

El treball de fi de grau realitzat es basa en l'estudi d'un sistema de control parcialment digital. En aquest cas, s'ha prioritzat la reducció al màxim possible de l'electrònica a utilitzar i orientar el control cap a una programació visual fàcilment modificable i adaptable, tal com ofereix Simulink de Matlab. S'ha pretès en tot moment sintetitzar i aprofitar al màxim tot el après al llarg del grau en enginyeria. En aquest sentit, s'utilitza una targeta d'Arduino amb un microcontrolador, Matlab com a programador del mateix, un petit circuit d'adaptació de senyals electròniques i una planta mecànica ja construïda. Gràcies a un regulador PID virtual i una realimentació a temps real, s'aconseguirà mantindre en equilibri un sistema d'origen inestable. D'igual manera, en aquest cas, es pretén estabilitzar en posició vertical un pèndul invertit i la tensió de l'induït d'un servomotor serà regulada per aconseguir-ho.

Segons el diccionariI, un pèndol és"un cos suspès d"un punt fix de manera que pot oscil·lar sota l"acció combinada de la gravetat i de la inèrcia". Una definició molt eixuta, ateses les seves extraordinàries propietats, que inclouen la generació de formes artístiques extraordinàries i, fins i tot, principis filosòfics d"abast universal.

L'objectiu del projecte “Estudi del pèndol doble” és analitzar el desenvolupament d'aquest sistema físic i del seu comportament dinàmic mitjançant aplicacions informàtiques. En l'estudi es van utilitzar dues aplicacions informàtiques: MATLAB en la seva versió 2009b per a l'anàlisi del pèndol simple, i la setzena versió de MAPLE per a la resolució i l'anàlisi gràfica de les equacions diferencials que governen el sistema. Un cop analitzat el sistema s'aplicarà a un problema mecànic, que serà la creació d'una atracció de fira basada en aquest mecanisme. L'anàlisi del problema mecànic es tindrà en compte optant per diverses configuracions i, un cop escollits els paràmetres més adequats, es corregiran en funció de les necessitats de fabricació per a tornar a obtenir les dades i poder analitzar si són vàlides.

En el present projecte s’ha desenvolupat un exhaustiu estudi sobre les possibles causes que van provocar el col·lapse de la atracció anomenada el Pèndol situada al parc d’atraccions Tibidabo el mes de Juliol de 2010 provocant la mort d’una nena de 15 anys. Aquesta atracció va ser inaugurada el mes d’Agost de 2006, per tant va tenir una duració total de tan sols 4 anys. En l’estudi realitzat, s’analitzen amb un gran detall les hipòtesis més probables que van poder succeir focalitzant les causes del col·lapse a la precàrrega aportada als espàrrecs que unien la base del Pèndol amb el sòl i la presencia de corrosió en els mateixos. Degut a que el cas actualment està en els tribunals, ha existit des d’un primer moment una gran falta de dades la qual ha sigut solucionada realitzant una reconstrucció de tota la geometria que composa el Pèndol, per tant, totes les dades i conclusions que es mostrin, seran referenciades al model realitzat.

PFC del programa Erasmus EPS elaborat a Høgskolen i Oslo Treball desenvolupat dins el marc del programa 'European Project Semester'. The objective of this report is the continuation of the EPS Fall 2010 Project “Build A Foucault Pendulum In The Entrance Hall”. Main contents of the first part are the improvements in the suspension and the driving system. A new swivel was built, and a complete electronic device as well. The second part is about the extensive testings of the small scale pendulum, whereas final results and important changes are summarized in the conclusion. The upcoming challenge, the installation in the entrance hall in P35 is mentioned in the end.

En líneas generales, el propósito de este proyecto, es realizar el control de la maqueta de un péndulo invertido del departamento de ESAII. Esta maqueta está compuesta por una estructura de aluminio, sobre la cual un carro se desliza sobre una superficie plana enganchado a un motor mediante una correa. En este motor se encuentra un encoder óptico, en el extremo de su eje mediante un acoplamiento. En el carro se encuentra el péndulo, el cual es doble, es decir el péndulo cuelga por delante del carro y para equilibrar este péndulo otro idéntico cuelga por detrás, girando los dos sobre el mismo eje. En este eje sobre el que gira el péndulo se encuentra el segundo encoder óptico. Este control sse realiza a partri de dos nodos comunicados entre ellos mediante bus CAN. Los nodos están creados a partir del microcontrolador 18F258 de microchip y el transceiver MCP2551 permitiendo así la comunicación entre nodos. Los dos nodos tienen distintas funciones, el primero que llamamos nodo sensor, se encarga de recoger la información que proporcionan los encoder ópticos de la maqueta para tratarla y enviarla, y el segundo que llamamos, nodo motor, recoge esta información que recibe por el bus y realiza el cálculo de la señal de control. Esta señal de control acaba siendo la regulación de la anchura de los pulsos, de la señal de PWM del microcontrolador. Esta señal, junto a un bit de dirección proporcionado también por el nodo motor, pasa a controlar el estado de un puente en H que es el que finalmente da la señal de alimentación al motor que hace mover el carro de la maqueta.

En aquest projecte es presenta el disseny i control d'un pèndol invertit de moviment rotacional, més conegut com a pèndul de Furuta. Inicialment s’obtenen les equacions correctes que descriuen la dinàmica del pèndol rotacional de Furuta mitjançant formulació Lagrangiana. El sistema de control estarà format per dos controladors; un controlador d’elevació i un controlador de balanceig i una estratègia de commutació per escollir el moment en què funcionarà el swing-up i el control per realimentació de variables d'estat. La commutació es realitzarà en funció la posició que es trobi situat el braç del pèndol. El controlador de balanceig, balancing controler, permet estabilitzar localment el pèndol en la posició d’equilibri, és realitzarà amb control lineal en l’espai d’estats mitjançant realimentació de les variables d’estat a partir de la linealització de les equacions que descriuen la dinàmica pèndul de Furuta. El controlador d’elevació, swimingup controler, porta el pèndol a una regió propera al seu punt d'equilibri inestable, estarà basat en un control energètic. L’efectivitat de les lleis de control proposades es verificarà mitjançant simulacions numèriques.