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Título: Sistema de controle de pêndulo invertido
Título(s) alternativo(s): Inverted pendulum control system
Autor(es): Pedroso, Caio Cesar de Souza
Modesto, Eduardo La Pastina
Orientador(es): Pereira, Joel Gonçalves
Palavras-chave: Controle de processo
Sistemas de controle ajustável
Engenharia de protótipos
Arduino (Controlador programável)
Giroscópios
Mecatrônica
Process control
Adaptive control systems
Prototypes, Engineering
Arduino (Programmable controller)
Gyroscopes
Mechatronics
Data do documento: 6-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: PEDROSO, Caio Cesar de Souza; MODESTO, Eduardo La Pastina. Sistema de controle de pêndulo invertido. 2017. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Mecatrônica Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: O pêndulo invertido é um modelo de controle de processo com inúmeras aplicações, seja industrial, bélica, aeroespacial, entretenimento, entre outras. Conhecimentos de mecânica, elétrica, eletrônica, programação e controle de processos são utilizados para a elaboração deste sistema. O objetivo do sistema de controle de pêndulo invertido é manter o equilíbrio da estrutura do pêndulo sobre duas rodas dispostas no mesmo eixo. Como o centro de gravidade está posicionado na estrutura acima do eixo do par de rodas, o sistema de pêndulo invertido é um sistema instável, dado que o mesmo tende a afastar-se da posição de equilíbrio. Para que o sistema não venha a “cair” para um lado ou para o outro, faz-se necessária a aplicação de uma força, no caso torque sobre as rodas do pêndulo. O sistema deve possuir condição de analisar para qual lado o distúrbio está ocorrendo, calcular a aceleração deste movimento de giro e acionar os motores para correção deste desequilíbrio, além de ser capaz de corrigir os distúrbios do sistema. Por tratar-se de um sistema de equilíbrio de uma massa sobre seu eixo de giro, este sistema é suscetível à instabilidade. Este trabalho de conclusão de curso tem o intuito de utilizar os conhecimentos adquiridos com as disciplinas do Curso Superior de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, como ferramentas para elaboração e construção de um protótipo de pêndulo invertido.
Abstract: The inverted pendulum is a process control model with numerous applications, whether industrial, military, aerospace or for fun. Which knowledge of mechanics, electrical, electronics and process control are crucial for the elaboration of this system. The purpose of the inverted pendulum control system is to maintain the balance of the pendulum structure on two concentrically arranged wheels, as the center of gravity is positioned in the structure and is located above the axis of the wheel pair, the inverted pendulum system is an unstable system because it tends to move away from the equilibrium position very easily. So that the system does not fall nor to one side neither the other, it becomes necessary to apply a force, in the case of torque on the wheels of the pendulum. The system have to be able to detect to which side the disturbance is occurring, to calculate the acceleration of this turning movement and to perform the drive of the motors to correct its unbalance, besides being able to correct the disturbances of the system. Since this is a balance of a mass on its axis of rotation, the system is very susceptible to instability. This work aims to use the knowledge acquired with the subjects of the mechatronics technology course and intends to serve as a tool for the elaboration and construction of an inverted pendulum prototype.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9903
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