Ecosur

Reducción del Sobrepico de un Elevador de tijeras Mediante Observador de Estado, LQR y LQG

Autores/as

  • Daniel Soto

    Universidad Estatal Península de Santa Elena
    Autor

DOI:

https://doi.org/10.61582/addy4717

Palabras clave:

Elevadores de tijera, Seguridad, Precisi´on, Sobrepico, Din´amica del sistema, Control del sistema, Sistemas hidr´aulicos, Sistemas el´ectricos, MATLAB, Simulink, Observador de Estado, Regulador Cuadr´atico Lineal (LQR), Controlador Lineal Cuadr´atico Gaussiano (LQG)

Resumen

Los elevadores de tijera son cruciales en diversas industrias, destacándose por su diseño robusto y su capacidad para levantar cargas pesadas a alturas significativas. Su mecanismo de tijera entrelazado permite la elevación y el descenso controlados de la plataforma de trabajo. La precisión y la seguridad en su funcionamiento son esenciales para prevenir accidentes y garantizar la eficiencia.

Un problema crítico es el "rebasamiento", en el que el elevador supera la altura deseada antes de estabilizarse, lo que provoca inestabilidad y riesgos de seguridad. Este fenómeno está relacionado con la dinámica y el control del sistema, que generalmente emplea sistemas hidráulicos o eléctricos para regular la extensión y retracción de las tijeras. La precisión en estos sistemas es vital para detener la plataforma a la altura correcta de forma suave y precisa.

En este trabajo, se presenta una solución basada en MATLAB/Simulink para mejorar el rebasamiento en elevadores de tijera a través de técnicas avanzadas de control. Se implementan y evalúan diferentes estrategias de control, incluyendo el uso de un Observador de Estado, LQR (Regulador Cuadrático Lineal) y LQG (Controlador Gaussiano Cuadrático Lineal). El Observador de Estado se utiliza para estimar las variables internas del sistema, lo que permite una retroalimentación más precisa. El LQR se emplea para diseñar un controlador que minimice una función de costo, optimizando el equilibrio entre el esfuerzo de control y el error de estado. Por último, el LQG incorpora un filtro Kalman para gestionar la incertidumbre y el ruido del sistema, proporcionando un control robusto y eficiente.

Esto demostrará una mejora significativa en la precisión y estabilidad del elevador de tijera, reduciendo el sobreimpulso y mejorando la seguridad operativa. Esta investigación contribuye al desarrollo de sistemas de control más avanzados y seguros para aplicaciones industriales, optimizando el rendimiento y la fiabilidad de los elevadores de tijera.

Referencias

https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/36553-scissor-lift-model-in-simscape-multibody.

Braschi, E. A. (2014). Enfoque Practico del Control Moderno con Aplicaciones en Matlab (Uni versidad Peruana de Ciencias Aplicadas S. A. C. ed.). Lima, Per´ u: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. Recuperado el 25 de 06 de 2024.

O. Nazarova and V. Osadchyy and S. Shulzhenko, ”Influence of Supply Voltage on the Accuracy of Two-Speed Elevator Positioning,” 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and En ergy Systems (MEES), 2021, pp. 1-4, doi: 10.1109/MEES52427.2021.9598664.

J. Gonzalez-Villagomez and C. Rodriguez-Donate and M. Lopez-Ramirez and R.I. Mata-Chavez and O. Palillero-Sandoval, ”Novel Iterative Feedback Tuning Method Based on Overshoot and Settling Time with Fuzzy Logic,” Processes, vol. 11, p. 694, 2023, doi: 10.3390/pr110 30694.

H. Lee and K. Nam, ”Online Overshoot Suppression Method for EV Propulsion Motor Considering Cross-Coupled Inductance,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 12, pp. 9255-9265, 2018, doi: 10.1109/TIE.2018.2815944.

W. Zhang and X. Zhang and C. Yan and S. Xiang and L. Wang, ”A characteristic triangle method on input vectors of scissor lift mechanism and its applications in modeling and analysis,” Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, vol. 9, no. 3, p. JAMDSM0042, 2015, doi: 10.1299/jamdsm.2015jamdsm0042.

T. Funk and N. Savosteenko and T. Kazantseva, ”Mechatronic System of Single-Column Lift with Improved Accuracy of Positioning and Smoothness of Freight Movement,” 2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/RUSAUTOCON.2018. 8501614.

M.T. Islam and C. Yin and S. Jian and L. Rolland, ”Dynamic analysis of Scissor Lift mechanism through bond graph modeling,” 2014 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 2014, pp. 1393-1399, doi: 10.1109/AIM.2014.6878277.

H. Choe and Y. Kwon and J. Jo and K. Ri and H. Jang and T. Xing, ”A method to Improve the Stability of Scissor Lifting Platform by using Finite Element Analysis,” International Journal of Scientific Research in Science, Engineering and Technology, vol. 9, no. 2, pp. 314-322, 2022, doi: 10.32628/IJSRSET229253.

R. Juarez and M. Ledet and D. Johnson and M.H. Tanveer and M. Marshall, ”Design and Im plementation of a Cost-Effective Semi-Autonomous Scissor Lift Robot for Industrial Material Handling,” SoutheastCon 2018, 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/SECON.2018.8478995.

walter.cargua@epn.edu.ec, W. C. (s.f.). Comparaci´on de esquemas de control para reactores qu´ ımicostipo CSTR.(v. 3.-1. Ciencia e Ingenier´ıa, Productor) Recuperado el 25 de 06 de 2024, de redalyc: https://www.redalyc.org/journal/5075/507557606009/html/

Zolotas, Argyrios. Chaudhuri, B. Jaimoukha, I.M. Korba, P.. (2007). A Study on LQG/LTR Control for Damping Inter-Area Oscillations in Power Systems. Control Systems Technology, IEEE Transactions on. 15. 151- 160. 10.1109/TCST.2006.883232

Descargas

Publicado

2024-06-26

Número

Vol. 1 Núm. 06 (2024): EcoSur: Innovación, Tecnología y Desarrollo Sostenible de América Latina.

Sección

ODS 4: Educación de calidad.

Licencia

Derechos de autor 2024 Daniel Soto (Autor)

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.

EcoSur es una revista de acceso abierto, lo que significa que todos los usuarios pueden acceder al contenido de forma gratuita.

Todos nuestros artículos están disponibles bajo Licencia Creative Commons (CC BY-NC-SA 4.0), los términos de Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International de Creative Commons (CC BY-NC-SA 4.0). Esto significa que eres libre de compartir (copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato) y adaptar (remezclar, transformar y construir sobre el material), bajo las siguientes condiciones:

Atribución: Debes otorgar el crédito apropiado, proporcionar un enlace a la licencia, e indicar si se han realizado cambios. Puedes hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que el licenciante te respalda a ti o a tu uso del material.
NoComercial: No puedes usar el material para fines comerciales.
Compartir Igual: Si remezclas, transformas, o creas a partir del material, debes distribuir tus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
Sin restricciones adicionales: No puedes aplicar términos legales o medidas tecnológicas que restrinjan legalmente a otros de hacer lo que la licencia permite.
Para más información sobre esta licencia y los términos completos, visite Creative Commons CC BY-NC-SA 4.0 Deed.

Cómo citar

Reducción del Sobrepico de un Elevador de tijeras Mediante Observador de Estado, LQR y LQG. (2024). EcoSur: Innovation, Technology and Sustainable Development of Latin America, 1(06), 23. https://doi.org/10.61582/addy4717

Artículos similares

1-10 de 22

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.