Disseny d'un pèndol invertit de moviment rotacional o de Furuta i estabilització amb control en l'espai d'estats mitjançant realimentació del vector d'estat amb observador i swing-up per estratègia de control energètica

Abstract

En aquest projecte es presenta el disseny i control d'un pèndol invertit de moviment rotacional, més conegut com a pèndul de Furuta. Inicialment s’obtenen les equacions correctes que descriuen la dinàmica del pèndol rotacional de Furuta mitjançant formulació Lagrangiana. El sistema de control estarà format per dos controladors; un controlador d’elevació i un controlador de balanceig i una estratègia de commutació per escollir el moment en què funcionarà el swing-up i el control per realimentació de variables d'estat. La commutació es realitzarà en funció la posició que es trobi situat el braç del pèndol. El controlador de balanceig, balancing controler, permet estabilitzar localment el pèndol en la posició d’equilibri, és realitzarà amb control lineal en l’espai d’estats mitjançant realimentació de les variables d’estat a partir de la linealització de les equacions que descriuen la dinàmica pèndul de Furuta. El controlador d’elevació, swimingup controler, porta el pèndol a una regió propera al seu punt d'equilibri inestable, estarà basat en un control energètic. L’efectivitat de les lleis de control proposades es verificarà mitjançant simulacions numèriques.