IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA PARA CONTROLE DE UM ROBÔ PÊNDULO INVERTIDO MÓVEL SOBRE DUAS RODAS
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Data
2023-11
Autores
Orientador
Worm, Henrique
Banca
Käfer, Aline Thaís
Marques, Patric Janner
Título do periódico
ISSN
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Editor
Resumo
O presente trabalho objetiva uma implementação que atinja o equilíbrio estático, na posição vertical, de um robô pêndulo invertido sobre duas rodas. Este modelo de robô vem sendo estudado por pesquisadores da área de controle devido a sua dinâmica não linear e natureza fundamentalmente instável. Muitas soluções utilizadas são feitas a partir do modelo linearizado do sistema. Para tal, este trabalho tem por objetivo propor um controlador que atue sobre este modelo para mantê-lo em equilíbrio durante o movimento, bem como sua implementação física. Além de ser amplamente reconhecido e difundido em contextos acadêmicos, o mesmo modelo encontra aplicação em diversos cenários práticos e avançados, podendo-se citar o controle de lançamento de foguetes, na locomoção de pernas de robôs humanoides e na estabilidade de guindastes de grande porte. Deste modo, este trabalho apresenta os resultados da implementação, com sucesso, de um robô equilibrista de eixo único, para fins acadêmicos, utilizando-se da plataforma Arduino, de sensores do tipo acelerômetro e giroscópio e de técnicas de controle PID.
The present work aims at an implementation that achieves static balance, in the vertical position, of an inverted pendulum robot on two wheels. This robot model has been studied by researchers in the field of control due to its nonlinear dynamics and fundamentally unstable nature. Many solutions used are made from the linearized model of the system. To this end, this work aims to propose a controller that acts on this model to keep it in balance during movement, as well as its physical implementation. In addition to being widely recognized and disseminated in academic contexts, the same model finds application in several practical and advanced scenarios, including rocket launch control, the locomotion of humanoid robot legs and the stability of large cranes. Thus, this work presents the results of the successful implementation of a single-axis balancing robot, for academic purposes, using the Arduino platform, accelerometer and gyroscope sensors and PID control techniques.
The present work aims at an implementation that achieves static balance, in the vertical position, of an inverted pendulum robot on two wheels. This robot model has been studied by researchers in the field of control due to its nonlinear dynamics and fundamentally unstable nature. Many solutions used are made from the linearized model of the system. To this end, this work aims to propose a controller that acts on this model to keep it in balance during movement, as well as its physical implementation. In addition to being widely recognized and disseminated in academic contexts, the same model finds application in several practical and advanced scenarios, including rocket launch control, the locomotion of humanoid robot legs and the stability of large cranes. Thus, this work presents the results of the successful implementation of a single-axis balancing robot, for academic purposes, using the Arduino platform, accelerometer and gyroscope sensors and PID control techniques.
Descrição
Palavras-chave
Pêndulo Invertido Sobre Duas Rodas; Robô; Sistema de Controle; Controle PID; Modelo não-linear; Inverted Pendulum On Two Wheels; Robot; Control system; PID control; Non-linear model
Citação
TOMASETTO, Matheus. IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA PARA CONTROLE DE UM ROBÔ PÊNDULO INVERTIDO MÓVEL SOBRE DUAS RODAS. 2023. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 15 dez. 2023. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/4269.