Diseño de un sistema de control avanzado para un péndulo invertido doble lineal

Abstract

El diseño de un sistema de control avanzado para un péndulo invertido doble lineal de modo que pueda mantenerse en una posición vertical invertida ante posibles perturbaciones, es el objetivo principal de la presente tesis que tiene como fin el equilibrio de ambos péndulos dado un ángulo inicial. Para esto se plantearon los siguientes objetivos: Determinar el modelo matemático del péndulo invertido doble lineal, seleccionar los sensores que permitan monitorear las variables del sistema y el actuador adecuado de acuerdo a los requerimientos físicos del prototipo, construir un prototipo funcional basado en el modelo matemático teniendo en cuenta los cálculos realizados para el diseño mecánico y electrónico, diseñar los controladores digitales LQR y Difuso con el fin de garantizar la estabilidad del sistema, validar las estrategias de control con un prototipo funcional. Como resultado de este trabajo se las dos estrategias de control planteadas en el prototipo construido, el control óptimo LQR y el control difuso que se basa en las relaciones de entrada-salida representadas en un compendio de reglas difusas que asocian una causa con un efecto. Por último se llegó a la conclusión de que el controlador LQR fue el que mejor se ajustó al péndulo invertido doble lineal a nivel experimental porque logro estabilizar ambos eslabones en lapsos de tiempos cortos, logrando que los ángulos de los eslabones tuvieran una oscilación pequeña en su posición de equilibrio.