Análisis de un péndulo invertido mediante técnicas de control inteligente

Abstract

En este trabajo se presenta, el diseño de un controlador inteligente para un sistema de péndulo invertido. Primeramente se describirá brevemente las investigaciones más recientes y actuales sobre este tema, específicamente en los últimos 10 años. Enseguida se propondrá una serie de definiciones la cual tiene como objetivo adentrar al lector a entender más a detalle la literatura de dicha investigación. Una vez que ya se conoce las base del tema estudiado se procede a elaborar el modelo matemático de dicho sistema para después convertir las ecuaciones de movimiento tanto a función de transferencia como a variables de estado, finalmente se elaborará un análisis de estabilidad en lazo abierto de los dos métodos mencionados anteriormente, con la finalidad de llevar a cabo una simluación digital por medio de bloques a través del Simulink de MatLab. Se presenta por medio de gráficas, el comportamiento de las variables en estudio del sistema. A continuación en base a los resultados obtenidos anteriormente se procederá a diseñar diversos controladores difusos, con la finalidad de que solo uno de estos sea el que logre una respuesta óptima para obtener una buena establidad en el sistema. Además se presentan por medio de gráficas, las variables de estado del sistema después de ser controladas, por medio del controlador difuso diseñado. Para poder comprobar su estabilidad se presenta un análisis, a partir del método gráfico del plano de fase. Finalmente ya obtenida la respuesta deseada se diseñará una aplicación del sistema péndulo invertido enfocada a la biomecánica la cuál será un robot que ayudará a la rehabilitación de pacientes con parálisis en miembros inferiores, dicha aplicación será simulada virtualmente para comprobar su correcto funcionamiento.