Implementação de um sistema de controle de um pêndulo invertido
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2007 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3386 |
Resumo: | A utilização de sistemas de controle automáticos encontra-se difundida no dia-a-dia de todas as sociedades desenvolvidas. Estes sistemas agem como elementos catalizadores da promoção do progresso e do desenvolvimento em geral. O exemplo do sistema de controle de um pêndulo invertido é muito citado em livros e artigos técnicos referente ao uso de malhas de controle com realimentação, especialmente para sistemas inerentemente instáveis, como é o caso. A razão pela qual esse sistema é de interesse para estudos do ponto de vista da tecnologia de controle, é que ele ilustra as dificuldades práticas associadas com aplicações de sistemas de controle no mundo real. Por exemplo, o modelo resultante é muito similar aos usados para estabilização de foguetes em vôo, no posicionamento de guindastes especiais, etc. Este trabalho vislumbra construir um sistema de controle de um pêndulo invertido usando componentes simples, uma aplicação prática para que possam ser testadas e comparadas diversas estratégias de controle alternativas. Com esta finalidade foi construído um pequeno protótipo usando partes de sucatas de uma impressora para computadores pessoais. A parte eletrônica necessária para operar o sistema foi construída utilizando componentes de fácil aquisição. Como plataforma de desenvolvimento dos algoritmos de controle utilizou-se um microcomputador pessoal e um software de simulação e controle comercial frequentemente utilizado em universidades e escolas técnicas. Para a interface entre o computador e a instrumentação eletrônica do sistema foi empregada uma placa de aquisição de dados de baixo custo. Na modelagem do sistema desenvolvido e na etapa de sintonia da malha de controle resultante, foram empregados métodos conhecidos da teoria de controle. Os resultados práticos obtidos foram bons, indicando a potencialidade prática da proposta do trabalho. |
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2007-04-092022-10-182022-10-18T15:20:28Z2022-10-18T15:20:28Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3386A utilização de sistemas de controle automáticos encontra-se difundida no dia-a-dia de todas as sociedades desenvolvidas. Estes sistemas agem como elementos catalizadores da promoção do progresso e do desenvolvimento em geral. O exemplo do sistema de controle de um pêndulo invertido é muito citado em livros e artigos técnicos referente ao uso de malhas de controle com realimentação, especialmente para sistemas inerentemente instáveis, como é o caso. A razão pela qual esse sistema é de interesse para estudos do ponto de vista da tecnologia de controle, é que ele ilustra as dificuldades práticas associadas com aplicações de sistemas de controle no mundo real. Por exemplo, o modelo resultante é muito similar aos usados para estabilização de foguetes em vôo, no posicionamento de guindastes especiais, etc. Este trabalho vislumbra construir um sistema de controle de um pêndulo invertido usando componentes simples, uma aplicação prática para que possam ser testadas e comparadas diversas estratégias de controle alternativas. Com esta finalidade foi construído um pequeno protótipo usando partes de sucatas de uma impressora para computadores pessoais. A parte eletrônica necessária para operar o sistema foi construída utilizando componentes de fácil aquisição. Como plataforma de desenvolvimento dos algoritmos de controle utilizou-se um microcomputador pessoal e um software de simulação e controle comercial frequentemente utilizado em universidades e escolas técnicas. Para a interface entre o computador e a instrumentação eletrônica do sistema foi empregada uma placa de aquisição de dados de baixo custo. Na modelagem do sistema desenvolvido e na etapa de sintonia da malha de controle resultante, foram empregados métodos conhecidos da teoria de controle. Os resultados práticos obtidos foram bons, indicando a potencialidade prática da proposta do trabalho.The use of automatic control systems is found to be fully spread out through our daily use in all the developed societies. Such systems work as catalyzing elements to promote the progress and development. The example of the Inverted Pendulum system is largely mentioned in books and technical articles about feedback control loops, especially those intrinsically unstable, just like in this work. The reason why such system is relevant for control system studies is that it illustrates the difficulties associated with the application of control systems in the real world. For example, the final model is much similar to those used for rockets stabilization, positioning of special cranes, etc. This study sought to create an inverted pendulum control system using simple analog components, one practical application which allows the testing and benchmarking of different control strategies. For this purpose a prototype was build using an old personal computer printer frame. All the necessary electronic circuits were designed, mounted and tested using next-door shop components. As a platform for developing the control algorithms, a personnel microcomputer was required. Also a simulation and control software largely utilized by Universities and technical schools was used. For interfacing the computer to the electronics there was been used a low-cost commercial data acquisition board. In modeling the system and in the control loop tuning phase, there had been used known methods of the control theory. The practical results achieved were good enough indicating the strength of the proposal of this present work.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICAEngenharia elétricaSistema de controlePêndulo invertidoImplementação de um sistema de controle de um pêndulo invertidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPINHEIRO, Carlos Alberto Murarihttp://lattes.cnpq.br/3500660445763630RIBEIRO, RicardoRIBEIRO, Ricardo. Implementação de um sistema de controle de um pêndulo invertido. 2007. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2007.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3386/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_200730714.pdfDissertação_200730714.pdfapplication/pdf1133140https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3386/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_200730714.pdf9975c86aa4deac559b851547a27ea1f5MD51123456789/33862022-10-18 12:21:14.204oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/3386Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442022-10-18T15:21:14Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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