Estudio de la Dinámica y Control de una Bicicleta Robótica

Abstract

En este trabajo se estudia el modelo cinemático y dinámico de una bicicleta robótica (Arduino Engineering Kit), con el propósito de desarrollar algoritmos de control para su estabilización automática. Se muestra el modelo matemático de la bicicleta mediante la formulación Euler-Lagrange. Este permite el diseño y la implementación de dos estrategias de control para garantizar el equilibrio automático. El estudio de este sistema dinámico se presenta como una excelente oportunidad para integrar las destrezas adquiridas por los estudiantes en materias como física, programación y matemáticas, con el propósito de diseñar, modelar y controlar sistemas dinámicos. Descriptores: Enseñanza; ecuación de Lagrange; sistemas dinámicos; simulación. In this paper, a kinematic and dynamic model study of a robotic bicycle (Arduino Engineering Kit) is carried out to develop control algorithms for the automatic stabilization of the bicycle. The mathematical model of the bicycle is shown by the Euler-Lagrange formulation. This model allows the design and implementation of two control strategies to ensure automatic balance. The study of this dynamic system is presented as an excellent opportunity to integrate the skills acquired by students in subjects such as physics, programming, and mathematics with the purpose of designing, modeling, and controlling dynamic systems.

Estabilidad y control de sistemas mecánicos de base móvil

“…Las incógnitas del modelo anterior sonq ∈ IR 5 y F ∈ IR 3 . Es decir, hay un total de 5 ecuaciones y 8 incógnitas.…”

“…Un sistema mecánico de base móvil de gran interés para ilustrar varios conceptos en física e ingeniería de control es el péndulo invertido, el cual comparte las mismas características de una bicicleta, [3]. Tales particularidades han incrementado el interés de muchos investigadores en proporcionar herramientas de enseñanza e investigación que permitan afianzar los conocimientos relacionados con las diferentes estrategias de control y estabilidad de la base mientras se controla la posición del brazo del péndulo para una trayectoria asignada.…”