Publicación: Análisis de estabilidad del péndulo triple invertido entre un regulador lineal cuadrático LQR y un sintonizador de ganancia mediante el algoritmo PSO
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2022
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Editor
['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
El péndulo triple invertido es uno de los sistemas de mayor interés para los investigadores de la teoría de control debido a sus propiedades como la no linealidad y por ser un sistema subactuado. El artículo presente utiliza este sistema mecánico para analizar la estabilidad mediante dos algoritmos de control. En el primer caso, se utiliza un controlador LQR en lazo cerrado, mientras que en el segundo caso se diseña un algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO) utilizando una señal de referencia y una función objetivo basada en los errores de los estados. La comparación entre las ganancias obtenidas es realizada bajo el mismo esquema de control en Matlab-Simulink con una señal tipo escalón unitaria como perturbación en el sistema. Los resultados muestran una mejor respuesta en el tiempo de estabilización del sistema al utilizar las ganancias obtenidas por el algoritmo PSO propuesto.
The inverted triple pendulum is one of the systems of greatest interest to control theory researchers because of its properties such as nonlinearity and since it is an underactuated system. The present paper uses this mechanical system to analyze stability using two control algorithms. In the first case, a closed-loop LQR controller is used, while in the second case a particle swarm optimization (PSO) algorithm is designed using a reference signal and an objective function based on the state errors. The comparison between the obtained gains is performed under the same control scheme in Matlab-Simulink with a unit step-type signal as a perturbation in the system. The results show a better response in system stabilization time when using the gains obtained by the proposed PSO algorithm.
The inverted triple pendulum is one of the systems of greatest interest to control theory researchers because of its properties such as nonlinearity and since it is an underactuated system. The present paper uses this mechanical system to analyze stability using two control algorithms. In the first case, a closed-loop LQR controller is used, while in the second case a particle swarm optimization (PSO) algorithm is designed using a reference signal and an objective function based on the state errors. The comparison between the obtained gains is performed under the same control scheme in Matlab-Simulink with a unit step-type signal as a perturbation in the system. The results show a better response in system stabilization time when using the gains obtained by the proposed PSO algorithm.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
Controlador LQR, péndulo triple invertido sobre carro, optimización de enjambres de partículas, estabilización
Citación
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica