Desarrollo de un sistema de péndulo invertido para evaluación de estrategias de control avanzado

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En este trabajo se modeló, construyó, identificó y estabilizó un péndulo invertido móvil sobre ruedas utilizando distintos tipos de controladores óptimos. La formulación del modelo no lineal se deduce a partir de principios físicos utilizando el método de Euler-Lagrange. A partir de un estudio de...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Lovi, Alex
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
Ingeniería
Optimal control
Control óptimo
Servomechanisms
Servomecanismos
[Inverted pendulum
Péndulo invertido
Robust control
Control robusto
System identification
Identificación de sistemas
Robotics
Robótica]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/987/1/1Lovi.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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spelling I25-R131-9872021-10-12T18:58:04Z Desarrollo de un sistema de péndulo invertido para evaluación de estrategias de control avanzado Development of an inverted pendulum system to evaluate advanced control strategies Lovi, Alex Ingeniería Optimal control Control óptimo Servomechanisms Servomecanismos [Inverted pendulum Péndulo invertido Robust control Control robusto System identification Identificación de sistemas Robotics Robótica] En este trabajo se modeló, construyó, identificó y estabilizó un péndulo invertido móvil sobre ruedas utilizando distintos tipos de controladores óptimos. La formulación del modelo no lineal se deduce a partir de principios físicos utilizando el método de Euler-Lagrange. A partir de un estudio del sistema se realizó un diseño eléctrico y mecánico preliminar. Luego se construyó el sistema físico y se realizó la identificación paramétrica del mismo. Se diseñaron cuatro tipos de controladores óptimos: LQR, LQG, H_2 y H_∞. Estos controladores fueron validados por simulación y luego implementados en el sistema real. Todos los controladores logran estabilizar el péndulo invertido en su posición de equilibrio inestable. Finalmente, se realizó un estudio y comparación de la robustez y limitaciones de cada uno de los controladores. In this thesis, a two-wheeled inverted pendulum is modeled, built, identified and stabilized using several optimal control strategies. The nonlinear model is deduced from first principles using Euler-Lagrange's equation. After studying the system a mechanical and electrical design was done. We built the system and performed a parametric system identification. We designed four types of optimal controllers: LQR, LQG, H_2 and H_∞. These controllers were validated by simulation and then implemented in the real system. All the controllers stabilize the inverted pendulum in its unstable equilibrium point. Finally, we studied and compared the robustness and limitations of each controller. 2020-12-10 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/987/1/1Lovi.pdf es Lovi, Alex (2020) Desarrollo de un sistema de péndulo invertido para evaluación de estrategias de control avanzado / Development of an inverted pendulum system to evaluate advanced control strategies. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/987/
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