Stabilizacja wahadła odwróconego z napędem inercyjnym przy pomocy regulatora LQR

• Autorzy: Owczarkowski A. , Gośliński J.

Warianty tytułu

EN

Stabilization control for the interia wheel pendulum based on LQR controller

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł opisuje metodę stabilizacji obiektu zwanego wahadłem odwróconym z napędem inercyjnym IWP (ang. Interia Wheel Pendulum). Jest to nieliniowy układ mechaniczny w postaci wahadła odwróconego składającego się z masztu i kola zamachowego umieszczonego na szczycie napędzanego silnikiem prądu stałego. Autorzy zaproponowali stabilizację przy pomocy regulacji LQR, która do funkcjonowania wymaga linearyzacji i dyskretyzacji równań matematycznych obiektu. Wykonano działania symulacyjno-eksperymentalne potwierdzające poprawność działania proponowanej metody.

EN

Work is about stabilizing the inverted pendulum object called IWP (Inertia Wheel Pendulum). It is a non-linear mechanical system in the form of an inverted pendulum containing a flywheel mounted on top accelerated by DC motor. The authors suggested stabilization by LQR control, which requires the linearization and discretization of the mathematical equations of the object. Simulation and experiment have confirmed proper operation of the proposed method.

Słowa kluczowe

PL

wahadło odwrócone; regulacja liniowo-kwadratowa LQR; system nieliniowy; sterowanie optymalne; wahadło z napędem inercyjnym IWP

EN

LQR (Linear Quadratic Regulator); IWP (Inertia Wheel Pendulum); optimal control; underactuated system; non-linear system; inverted pendulum

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 4a
• Strony: 7--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Owczarkowski A.

autor

Gośliński J.

• Politechnika Poznańska, Wydział Elektryczny,

Bibliografia

• [I] Horla D., Sterowanie adaptacyjne - ćwiczenia laboratoryjne, Wyd. Ill , Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2010.
• [2] ln-Won P., Bum-Joo L., Ye-Hoon K., Ji-Hyeong H., Jong-Hwan K., Multi­ objective Quantum-inspired Evolwionary Algorithm-based Optimal Control of Two-link Inverted Pendulum , WCCI 2010 IEEE World Congress on Computational lntelligence, July, 18-23, 2010-CCIB, Barcelona, Spain.
• [3] Li W., Todorov E., Iterative linear quadratic regulator design for nonlinear biological movement systems, Proc. of Int. Conf. on Informatics in Control, Automation and Robotics, Setubal, Portugal, Aug. 2004, pp. 1-8.
• [4] Sauer P., Sterowanie procesami ciągłymi i dyskretnymi - liniowe dyskretne równania stanu, wykłady, Politechnika Poznańska.
• [5] Wang H., Dong H., He L., Shi Y., Zhang Y., Design and Simulation of LQR Controller with the Linear Inverted Pendulum , International Conference on Electrical and Control Engineering, China, 2010.
• [6] Yishao Z., Convergence of the Discrete-Time Riccati Equation to Its Maximal Solution, Department of Mathematics Stockholm University, Sweden, December 1996.
• [7] Zhang W., Hu J., On the Value Functions of the Optimal Quadratic Regulation Problem for Discrete-Time Switched Linear Systems, 47th IEEE Conference on ecision and Control, Cancun, Mexico, Dec. 9-11, 2008.
• [8] Zhang W., Hu J., Abate A., On the Value Functions of the Discrete-Time Switched LQR Problem, IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 54, no. 11 , November 2009.
• [9] Zhang B., Wang J. G., The Analysis and Simulation of First-Order Inverted Pendulum Control System Based on LQR, Third International Symposium on Information Processing, China, 2010.