DESENVOLVIMENTO DE UM CONTROLE PID APLICADO A ESTABILIDADE DE UM PÊNDULO INVERTIDO SOBRE RODAS

Resumo

Este trabalho demonstrou uma das formas de controle de um pêndulo invertido sobre duas rodas motorizadas, através de sua construção feita em um protótipo. Buscou-se manter o protótipo construído em equilíbrio (pendulo na vertical para cima), através de algoritmos internos desenvolvidos para alterar a velocidade e direção da plataforma móvel. Descreveu-se as etapas da modelagem do sistema, do projeto de controle e da avaliação do desempenho do sistema em malha fechada. A modelagem considerou o motor de corrente contínua em um ambiente plano para a operação do pêndulo invertido. Essa consideração permitiu o projeto de controladores lineares a parâmetros fixos e foi apresentada uma técnica de controle PID aplicado ao controle de estabilidade de um pêndulo invertido no qual desempenha um papel muito importante para garantir que existisse uma boa interface entre o controle do ângulo e o sinal enviado para os motores, aplicando-se conhecimentos multidisciplinares nas áreas de engenharia eletrônica, mecânica, automação e computação. Utilizando-se de um controle Proporcional Integral e Derivativo realizou-se a estabilização do pêndulo na posição vertical. Onde objetivou-se verificar o melhor controle em função da aceleração linear da base móvel e o deslocamento angular do pêndulo para a melhor estabilidade. Foi utilizado um filtro de Kalman para estimar as variáveis de estado do protótipo proposto, de forma a minimizar a média do erro. Alcançando-se assim o objetivo estipulado ao estudo.