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Aplicação do controle SDRE em um pêndulo invertido sobre uma plataforma móvel: controle de posição e análise de robustez

The inverted pendulum mechanical system allows different studies of its dynamics, whereas, depending on the used parameters, it presents periodic, non-periodic and chaotic behavior. Obtaining stable controllers for this system type becomes a challenge for control designers because there is nonlinear...

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Autor principal:	Lima, Cinara Prestes
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Sistemas de controle ajustável Sistemas lineares de controle MATLAB (Programa de computador) Modelos matemáticos Adaptive control systems Linear control systems MATLAB (Computer program) Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16296
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id	riut-1-16296
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spelling	riut-1-162962020-11-19T19:51:41Z Aplicação do controle SDRE em um pêndulo invertido sobre uma plataforma móvel: controle de posição e análise de robustez Lima, Cinara Prestes Tusset, Angelo Marcelo Tusset, Angelo Marcelo Janzen, Frederic Conrad Alves, Alexandre de Castro Sistemas de controle ajustável Sistemas lineares de controle MATLAB (Programa de computador) Modelos matemáticos Adaptive control systems Linear control systems MATLAB (Computer program) Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA The inverted pendulum mechanical system allows different studies of its dynamics, whereas, depending on the used parameters, it presents periodic, non-periodic and chaotic behavior. Obtaining stable controllers for this system type becomes a challenge for control designers because there is nonlinearity associated with the instability of most of their critical points. Considering this, the present work takes on as a problem the verification of the nonlinear system control possibility with a controller designed for linear system (LQR) and also the verification of the nonlinear system control possibility designed with SDRE controller when this system is gave in to parametric variations. Thereunto an applied research is developed whose objective is to design a controller considering the States-Dependent Riccati Equation (SDRE) for a nonlinear system represented by the inverted pendulum system on a movable platform in order to control the pendulum angle position and the platform positioning considering only the proportional and derivative gains from SDRE control. The analysis presented was based on the results obtained through numerical simulations in MATLAB program. From the results, it was possible to verify the controller performance. O sistema mecânico do pêndulo invertido possibilita diferentes estudos de sua dinâmica, já que, dependendo dos parâmetros utilizados, apresenta comportamentos periódicos, não-periódicos e caóticos. A obtenção de controladores estáveis para este tipo de sistema torna-se um desafio para os projetistas de controle, pois há não-linearidade associada à instabilidade da maioria dos seus pontos críticos. Considerando isso, o presente trabalho toma como problema a verificação da possibilidade de controle de um sistema não-linear com um controlador projetado para sistema linear (LQR) e, também, a verificação da possibilidade de controle do sistema não-linear projetado com controlador SDRE quando este sistema é submetido a variações paramétricas. Para isso, desenvolve-se uma pesquisa aplicada cujo objetivo é projetar um controlador considerando os estados dependentes da equação de Riccati (SDRE) para um sistema não-linear representado pelo sistema de pêndulo invertido sobre plataforma móvel de forma a controlar a posição do ângulo do pêndulo e o posicionamento da plataforma considerando apenas os ganhos proporcionais e derivativos do controle SDRE. A análise apresentada tomou por base os resultados obtidos por meio de simulações numéricas no programa MATLAB. A partir dos resultados, foi possível verificar o desempenho do controlador. 2020-11-19T19:51:41Z 2020-11-19T19:51:41Z 2017-11-29 bachelorThesis LIMA, Cinara Prestes. Aplicação do controle SDRE em um pêndulo invertido sobre uma plataforma móvel: controle de posição e análise de robustez. 2017. 69 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Ponta Grossa, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16296 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Departamento Acadêmico de Engenharia Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR
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description	The inverted pendulum mechanical system allows different studies of its dynamics, whereas, depending on the used parameters, it presents periodic, non-periodic and chaotic behavior. Obtaining stable controllers for this system type becomes a challenge for control designers because there is nonlinearity associated with the instability of most of their critical points. Considering this, the present work takes on as a problem the verification of the nonlinear system control possibility with a controller designed for linear system (LQR) and also the verification of the nonlinear system control possibility designed with SDRE controller when this system is gave in to parametric variations. Thereunto an applied research is developed whose objective is to design a controller considering the States-Dependent Riccati Equation (SDRE) for a nonlinear system represented by the inverted pendulum system on a movable platform in order to control the pendulum angle position and the platform positioning considering only the proportional and derivative gains from SDRE control. The analysis presented was based on the results obtained through numerical simulations in MATLAB program. From the results, it was possible to verify the controller performance.
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Aplicação do controle SDRE em um pêndulo invertido sobre uma plataforma móvel: controle de posição e análise de robustez

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