Controladores clássicos e com modos deslizantes aplicados ao pêndulo invertido com roda de reação

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Rafael Máximo da [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: ESP32; IDE Arduino; Modos deslizantes; PID; Alocação de autovalores; Índices de desempenho; Arduino IDE; Sliding modes; Pole placement; Performance indices
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/317957

Neste trabalho foi realizada a simulação e implementação prática do controle do sistema Pêndulo Invertido por Roda de Reação (PIRR), utilizando componentes de hardware de baixo custo. Foi considerado uma estratégia de controle switch para atuação dos controla dores swing up e de estabilização. Esse método de controle switch integra dois controladores distintos: um para elevar o pêndulo até a região invertida, e outro para controlá-lo no ponto de equilíbrio instável na posição invertida. Assim, foi considerado um controlador swing up não linear para resolver o problema de movimentar o pêndulo da posição de equilíbrio estável até atingir uma posição favorável para a aplicação de um controlador de estabilização. Para a região de estabilização, foram projetados controladores lineares, PID e alocação de autovalores, e um controlador não linear baseado na técnica de Controle por Modos Deslizantes convencional (CMD). O comportamento do sistema PIRR, com os con troladores projetados, foi verificado através de simulações com o MATLAB/SIMULINK®. As leis de controle foram programadas em script desenvolvido na IDE Arduino (do inglês, Integrated Development Environment), utilizando o microcontrolador ESP32, e a coleta de dados foi realizada através da comunicação serial entre o MATLAB® e ESP32. Foram calculados índices de desempenho para avaliar a resposta da variável controlada na região de estabilização.