Diseño, implementación y control de un péndulo invertido lineal

Abstract

Este trabajo final se centra en el diseño, implementación y control de un péndulo invertido lineal, que aborda el desafío de mantener el péndulo en posición vertical mediante un sistema de control preciso. Se desarrolló un modelo matemático del sistema y se simuló sus comportamientos utilizando herramientas como Matlab y Simulink para validar la respuesta del sistema bajo diversas condiciones. El proyecto incluye la programación de un microcontrolador STM32, configurando entradas, salidas e interrupciones para ejecutar el control en tiempo discreto. A través del software STM32CubeIDE, se implementó un algoritmo de control que regula el ángulo del péndulo. Además, se diseñó la estructura mecánica que soporta el sistema, que asegura la sincronización precisa entre el péndulo y el encoder. Se detallo los componentes como soportes, rodamientos, poleas y finales de carrera, necesarios para el funcionamiento del mecanismo. El informe también describe el proceso de ensamblaje y las pruebas experimentales que se realizaron para evaluar el desempeño del controlador. Se planteó la utilización de técnicas de control en tiempo discreto para la implementación en hardware, lo que permite explorar su aplicación en sistemas dinámicos complejos. El objetivo general es desarrollar un prototipo funcional que integre conocimientos de diversas áreas de la ingeniería, proporcionando una base sólida para el estudio y comprensión de sistemas de control y su aplicación en el campo de la robótica autónoma. Este proyecto representa un esfuerzo por combinar teoría y práctica en el diseño del sistema de control.