Simulação e prototipagem de um pêndulo invertido

Abstract

Este trabalho aborda o problema do pêndulo invertido considerando uma topologia de eixo único. O sistema do pêndulo invertido é modelado em termos de uma função de transferência que é utilizada para simulações e como referência para o desenvolvimento de um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID), sendo que a função de transferência é obtida a partir das equações diferenciais que descrevem o comportamento dinâmico do sistema. A sintonia do controlador é realizada por uma abordagem computacional implementada no software Scilab. Com base no modelo e simulações propostos, é construído um protótipo do pêndulo invertido. Tanto nas simulações quanto na análise do protótipo construído pode-se validar que o sistema de controle proposto é capaz de rejeitar distúrbios, mantendo o pêndulo invertido na posição vertical.

This work addresses the inverted pendulum problem considering a single axis topology. The inverted pendulum system is modeled in terms of a transfer function that is used for simulations and as a reference for the development of a Proportional Integral Derivative (PID) controller, and the transfer function is obtained from the differential equations that describe the dynamic behavior of the system. The controller tuning is performed by a computational approach implemented in Scilab software. Based on the proposed model and simulations, an inverted pendulum prototype is built. Both in the simulations and in the analysis of the built prototype, it could be validated that the proposed control system can reject disturbances, keeping the pendulum inverted in the vertical position.