Modelagem e prototipação de um sistema Ball-Beam

Abstract

Este trabalho se concentrou no estudo e na aplicação prática de sistemas dinâmicos de controle, com ênfase na modelagem e estabilidade desses sistemas. O foco foi a análise de um modelo ball-beam, que simula um corpo em equilíbrio sobre uma barra, utilizando um controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo) para otimizar o controle do sistema. A pesquisa envolveu o uso do software Octave para simulações e a construção de um protótipo físico impresso em 3D, alcançando um sistema estável conforme os objetivos estabelecidos. Além disso, o projeto abrangeu a modelagem matemática e de controle, incluindo a aplicação de equações diferenciais, função de transferência, diagramas de blocos e programação. Esses estudos permitiram a aplicação prática dos conhecimentos em modelagem e controle, estabelecendo uma base teórica sólida e preparando o caminho para futuras prototipações físicas

This work focused on the study and practical application of dynamic control systems, with an emphasis on the modeling and stability of these systems. The focus was the analysis of a ball beam model, which simulates a body in balance on a bar, using a PID (Proportional Integral-Derivative) controller to optimize system control. The research involved the use of Octave software for simulations and the construction of a 3D printed physical prototype, achieving a stable system in accordance with the established objectives. Furthermore, the project covered mathematical and control modeling, including the application of differential equations, transfer function, block diagrams and programming. These studies allowed the practical application of knowledge in modeling and control, establishing a solid theoretical basis and paving the way for future physical prototyping