Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sales, Elvis Johnson Moraes de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45077
Resumo: This work presents the development of a stand based on the principle of a damped pendulum on a free metal rail which moves in the horizontal direction. This is a very common system in the studies of the discipline of dynamic systems control. The work describes the steps of identifying a real plant, the digital control design of a controller in the RST topology by pole placement and the performance evaluation of the closed loop system. A variation of the complement filter is implemented to merge the accelerometer data with the gyro data in order to obtain a reliable estimate of the slope angle. The identification presented in this work considers the plant as a linear system invariant in time and restricts the range of operation of the damped pendulum to a limited set of operations. This consideration allows the design of the RST controller. The purpose of the experimental system is to keep the pendulum in equilibrium position even if it may have external disturbances. The complementary filter design and the RST controller algorithm were developed in C language and implemented in a KL25Z microcontroller from the KINETIS family. The plant was duly simulated, assembled and had its model validated by a control strategy.
id UFC-7_270bca310166782be21f71f14e15f6f4
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/45077
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RSTPêndulo amortecidoRSTFiltro complementarControle digitalAlocação de polosThis work presents the development of a stand based on the principle of a damped pendulum on a free metal rail which moves in the horizontal direction. This is a very common system in the studies of the discipline of dynamic systems control. The work describes the steps of identifying a real plant, the digital control design of a controller in the RST topology by pole placement and the performance evaluation of the closed loop system. A variation of the complement filter is implemented to merge the accelerometer data with the gyro data in order to obtain a reliable estimate of the slope angle. The identification presented in this work considers the plant as a linear system invariant in time and restricts the range of operation of the damped pendulum to a limited set of operations. This consideration allows the design of the RST controller. The purpose of the experimental system is to keep the pendulum in equilibrium position even if it may have external disturbances. The complementary filter design and the RST controller algorithm were developed in C language and implemented in a KL25Z microcontroller from the KINETIS family. The plant was duly simulated, assembled and had its model validated by a control strategy.Este trabalho apresenta o projeto de desenvolvimento de uma bancada fundamentada no princípio de um pêndulo amortecido sobre um trilho metálico livre para se movimentar na direção horizontal, que é um sistema muito comum nos estudos da disciplina de controle de sistemas dinâmicos. O trabalho descreve as etapas da identificação da planta real, do projeto de controle digital de um controlador na topologia RST por alocação de polos e da avaliação do desempenho do sistema em malha fechada. Uma variação do filtro de complementar é implementada para realizar a fusão entre os dados do acelerômetro e os dados do giroscópio, com o objetivo de se obter uma estimativa confiável do ângulo de inclinação. A identificação apresentada nesse trabalho considera a planta como sistema linear invariante no tempo e restringe a faixa de operação do pêndulo amortecido para um conjunto limitado de operações. Essa consideração permite o projeto do controlador RST. O objetivo do sistema experimental é manter o pêndulo na posição de em equilíbrio ainda que sofra perturbações externas. O projeto do filtro complementar e do algoritmo do controlador RST foram desenvolvidos em linguagem C e implementados em um microcontrolador KL25Z, da família KINETIS. A planta foi devidamente simulada, montada e teve seu modelo validado por uma estratégia de controle.Correia, Wilkley BezerraForte, Marcus Davi do NascimentoSales, Elvis Johnson Moraes de2019-08-23T17:19:29Z2019-08-23T17:19:29Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfSALES, Elvis Johnson Moraes de. Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST. 2018. 66 f. TCC (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45077porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-08-23T17:19:29Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/45077Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:19:07.569944Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.none.fl_str_mv Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
title Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
spellingShingle Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
Sales, Elvis Johnson Moraes de
Pêndulo amortecido
RST
Filtro complementar
Controle digital
Alocação de polos
title_short Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
title_full Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
title_fullStr Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
title_full_unstemmed Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
title_sort Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
author Sales, Elvis Johnson Moraes de
author_facet Sales, Elvis Johnson Moraes de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Correia, Wilkley Bezerra
Forte, Marcus Davi do Nascimento
dc.contributor.author.fl_str_mv Sales, Elvis Johnson Moraes de
dc.subject.por.fl_str_mv Pêndulo amortecido
RST
Filtro complementar
Controle digital
Alocação de polos
topic Pêndulo amortecido
RST
Filtro complementar
Controle digital
Alocação de polos
description This work presents the development of a stand based on the principle of a damped pendulum on a free metal rail which moves in the horizontal direction. This is a very common system in the studies of the discipline of dynamic systems control. The work describes the steps of identifying a real plant, the digital control design of a controller in the RST topology by pole placement and the performance evaluation of the closed loop system. A variation of the complement filter is implemented to merge the accelerometer data with the gyro data in order to obtain a reliable estimate of the slope angle. The identification presented in this work considers the plant as a linear system invariant in time and restricts the range of operation of the damped pendulum to a limited set of operations. This consideration allows the design of the RST controller. The purpose of the experimental system is to keep the pendulum in equilibrium position even if it may have external disturbances. The complementary filter design and the RST controller algorithm were developed in C language and implemented in a KL25Z microcontroller from the KINETIS family. The plant was duly simulated, assembled and had its model validated by a control strategy.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018
2019-08-23T17:19:29Z
2019-08-23T17:19:29Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SALES, Elvis Johnson Moraes de. Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST. 2018. 66 f. TCC (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45077
identifier_str_mv SALES, Elvis Johnson Moraes de. Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST. 2018. 66 f. TCC (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45077
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1813028752907567104