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Título: SIMULATION AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF PID AND LQR CONTROLLERS IN A SUBACTUATED INVERTED PENDULUM
Autor: GABRIEL FISCHER ABATI
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  MARCO ANTONIO MEGGIOLARO - ADVISOR
Nº do Conteudo: 51176
Catalogação:  06/01/2021 Idioma(s):  PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo:  TEXT Subtipo:  SENIOR PROJECT
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51176@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51176@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51176

Resumo:
There is a great demand today for autonomous robotic systems for application in the scope of the aerospace, health, entertainment, military, among other sectors. The inverted pendulum, a system that is unstable by nature is widely used as a benchmark for investigating control methods, just as the development of new techniques. The objective of this work consists of designing a pendulum with the aid of the SOLIDWORKS software and building an experimental bench according to the technical drawings made in the project, as well as developing the necessary hardware for its operation, in order to test different control algorithms. A mathematical model of the system using Lagrange formulation is proposed in order to obtain the system dynamics equations. In the end, three different control methods were compared a classic derivative proportional integrative control (PID), a modern linear quadratic regulator (LQR) and a non-linear Swing-up controller. The response time, robustness and disturbances of each control were analyzed and then compared with each other. There is also a comparison between the experimental data and results generated by simulation with the software MATLAB/SIMULINK.

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