تصميم وتنفيذ نظام نواس مقلوب دوراني والتحكم به
AL-Furat University Journal for Resarches and Scientific Studies
2013, Volume 8, issue 29,pp 125-147| Cite as
Design, Implementation and Control of a Rotary Inverted Pendulum
authors
O. OLABY
Abstract

The aim of this research is to built a control algorithm for our rotary inverted pendulum system that is designed and implanted. The inverted pendulum problem is one of the most important and favorite topics for control system enthusiasts. The rotary inverted pendulum consists of a rigid body rod (pendulum) rotating in a vertical plane. This inverted pendulum inherently unstable and must be actively balanced in order to remain upright. So, an advanced control algorithm is required to maintain proper and correct orientation. The mathematical model has be simulated using MATLAB/SIMULINK software with multi controllers that have been designed. The perfect designed controller will be chosen to control the new pendulum.. Based on the good results obtained in this research, the pendulum system manages to reach the upright position and to remain in the stability.

 

Keywords: Rotary Inverted Pendulum, Poles Placement Controller, PID Controller, LQR Controller, Simulation by Matlab.

الكاتب
أسامة علبي
الملخص

يهدف هذا البحث الى بناء منظومة لنظام نواس مقلوب دوراني تم تصميمه وتنفيذه بشكل حقيقي.ان نظام النواس المقلوب الدوراني يتكون من وصلة أفقية (ذراع ) مرتكزة على محرك يقوم بتدويرها ,وفي نهايتها ذراع أخرى صلبة تشبه العصا (النواس) تدور بحرية في مستو معامد للوصلة الأولى .ان نظام النواس هو نظام غير مستقر وغير خطي بشكل كبير .يجب أن يقاد النواس بخوارزمية تحكم وبشكل دائم من أجل ابفائه في وضع توازنه الشاقولي للأعلى , لذلك نحتاج الى تعديل مستمر في وضعية النواس للمحافظة على التوجيه الصحيح والمطلوب له . لقد تمت محاكاة النموذج الرياضي لنواس باستخدام برنامج Matlab/Simulinkبتصميم عدة متحكمات والمقارنة بينها لاختيار المتحكم الأفضل .بناء على النتائج التي توصلنا اليها في هذا البحث استطعنا ابقاءنظام النواس المدروس في وضع توازنه الشاقولي للأعلى والمحافظة على استقراره.

الكلمات المفتاحية :
نظام نواس مقلوب دوراني ,متحكم PID,متحكم أمثلي LQR,متحكم توضع الأقطاب ,المحاكاة في Matlab/Simulink.