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Tipo: TCC
Título: Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST
Autor(es): Sales, Elvis Johnson Moraes de
Orientador: Correia, Wilkley Bezerra
Coorientador: Forte, Marcus Davi do Nascimento
Palavras-chave: Pêndulo amortecido;RST;Filtro complementar;Controle digital;Alocação de polos
Data do documento: 2018
Citação: SALES, Elvis Johnson Moraes de. Projeto de identificação e construção de um protótipo baseado no princípio de um pêndulo amortecido controlado por técnicas de alocação polinomial em RST. 2018. 66 f. TCC (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de desenvolvimento de uma bancada fundamentada no princípio de um pêndulo amortecido sobre um trilho metálico livre para se movimentar na direção horizontal, que é um sistema muito comum nos estudos da disciplina de controle de sistemas dinâmicos. O trabalho descreve as etapas da identificação da planta real, do projeto de controle digital de um controlador na topologia RST por alocação de polos e da avaliação do desempenho do sistema em malha fechada. Uma variação do filtro de complementar é implementada para realizar a fusão entre os dados do acelerômetro e os dados do giroscópio, com o objetivo de se obter uma estimativa confiável do ângulo de inclinação. A identificação apresentada nesse trabalho considera a planta como sistema linear invariante no tempo e restringe a faixa de operação do pêndulo amortecido para um conjunto limitado de operações. Essa consideração permite o projeto do controlador RST. O objetivo do sistema experimental é manter o pêndulo na posição de em equilíbrio ainda que sofra perturbações externas. O projeto do filtro complementar e do algoritmo do controlador RST foram desenvolvidos em linguagem C e implementados em um microcontrolador KL25Z, da família KINETIS. A planta foi devidamente simulada, montada e teve seu modelo validado por uma estratégia de controle.
Abstract: This work presents the development of a stand based on the principle of a damped pendulum on a free metal rail which moves in the horizontal direction. This is a very common system in the studies of the discipline of dynamic systems control. The work describes the steps of identifying a real plant, the digital control design of a controller in the RST topology by pole placement and the performance evaluation of the closed loop system. A variation of the complement filter is implemented to merge the accelerometer data with the gyro data in order to obtain a reliable estimate of the slope angle. The identification presented in this work considers the plant as a linear system invariant in time and restricts the range of operation of the damped pendulum to a limited set of operations. This consideration allows the design of the RST controller. The purpose of the experimental system is to keep the pendulum in equilibrium position even if it may have external disturbances. The complementary filter design and the RST controller algorithm were developed in C language and implemented in a KL25Z microcontroller from the KINETIS family. The plant was duly simulated, assembled and had its model validated by a control strategy.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45077
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