Control global del péndulo con rueda de reacción mediante regulación de energía y linealización extendida de las variables de estado

  • Oscar D. Montoya-Giraldo Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
  • Luis F. Grisales-Noreña Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
  • Víctor D. Correa-Ramírez Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
  • Didier Giraldo-Buitrago Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Palabras clave: Control global por conmutación, linealización extendida, péndulo con rueda de reacción, regulación de energía, variables de estado

Resumen

En este documento se presenta el diseño y la simulación de un controlador global para el péndulo invertido con rueda de reacción empleando métodos de regulación de energía y linealización extendida de las variables de estado. La regulación de energía propuesta se fundamenta en la variación gradual de la energía del sistema para alcanzar la posición vertical invertida. La señal de entrada requerida se obtiene a partir de la aplicación del teorema de estabilidad de Lyapunov. El control por realimentación extendida de las variables de estado se emplea para obtener una función no lineal suave que extienda la región de operación del sistema en un rango mayor, en contraste con la realimentación estática de las variables de estado que se obtiene mediante métodos de linealización aproximada alrededor de un punto de operación. El controlador diseñado opera a partir de la conmutación de las señales de control dependiendo de la región de operación y para verificar su robustez y eficiencia se aplican perturbaciones en la señal de control y en las variables medidas. Finalmente las simulaciones y pruebas realizadas sobre el modelo del sistema físico, permiten observar la versatilidad y funcionalidad del controlador propuesto en toda la región de operación del péndulo.

Biografía del autor/a

Oscar D. Montoya-Giraldo, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Facultad de Ingenierías Eléctrica, Electrónica, Física y de Sistemas y Computación, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Luis F. Grisales-Noreña, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Facultad de Ingenierías Eléctrica, Electrónica, Física y de Sistemas y Computación, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Víctor D. Correa-Ramírez, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Facultad de Ingenierías Eléctrica, Electrónica, Física y de Sistemas y Computación, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Didier Giraldo-Buitrago, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Facultad de Ingenierías Eléctrica, Electrónica, Física y de Sistemas y Computación, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira
Cómo citar
[1]
O. D. Montoya-Giraldo, L. F. Grisales-Noreña, V. D. Correa-Ramírez, y D. Giraldo-Buitrago, «Control global del péndulo con rueda de reacción mediante regulación de energía y linealización extendida de las variables de estado», TecnoL., vol. 17, n.º 32, pp. 33–46, ene. 2014.

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Publicado
2014-01-15
Sección
Artículos de investigación