Estudo de técnicas de controle aplicadas ao problema de estabilização de um pêndulo invertido

• Autor(a) principal: Santos, Thiago Felipe da Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29385
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Sistemas lineares de controle; Equações de movimento; Estabilidade; Linear control systems; Equations of motion; Stability

O pêndulo invertido é um sistema extensivamente usado para estudar estabilidade e desempenho de técnicas de controle. O pêndulo invertido é um sistema não linear instável e subatuado. O sistema é não linear e instável devido a sua dinâmica e subatuado pois a atuação ocorre de forma indireta. O objetivo deste trabalho foi o estudo de técnicas de controle utilizadas para resolver o problema de estabilização do pêndulo invertido. Para isso, foram estudadas inicialmente as limitações das técnicas de controle baseadas em modelos linearizados. Essa investigação envolve a obtenção do modelo não linear, do respectivo modelo linearizado e a aplicação de técnica de controle linear. A teoria de controle diz que o controlador linear fornece o melhor desempenho possível para o sistema linearizado. Contudo, quando aplicado a um sistema não linear deve funcionar somente em uma região próxima ao ponto de linearização. Após o estudo da técnica linear de controle e suas respectivas limitações, foi estudada a técnica não linear de controle por modos deslizantes e suas limitações. Os resultados obtidos mostram que uma das limitações da técnica linear de controle baseada no controlador linear é a necessidade de reprojeto quando os parâmetros físicos do pêndulo invertido são alterados, bem como a necessidade de linearização das equações de movimento, algo que nem sempre é possível realizar. No caso da técnica não linear por modos deslizantes, observou-se que não é possível controlar duas variáveis simultaneamente, porém a vantagem de utilizar essa técnica é que não há necessidade de realizar a linearização das equações de movimento.