Péndulo invertido con animación

Este ejemplo utiliza:

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En este ejemplo se muestra cómo usar Simulink® para modelar y animar un sistema de péndulo invertido. El centro de masa de un péndulo invertido se encuentra por encima de su punto de rotación. Para mantener esta posición estable, el sistema implementa lógica de control para mover el punto de rotación por debajo del centro de masa en el momento en que el péndulo comienza a caer. El péndulo invertido es un problema de dinámica clásico que se utiliza para probar estrategias de control.

Sistema

En este ejemplo, el sistema consta de un péndulo invertido montado en un carro móvil. El modelo restringe el movimiento hacia el plano vertical. Para mantener la estabilidad del sistema, el modelo implementa un control por retroalimentación de estado para registrar la posición del carro. Para obtener una explicación de cómo se derivan e implementan las ecuaciones en Simulink, consulte Derive Equations of Motion and Simulate Cart-Pole System (Symbolic Math Toolbox).

Dinámica del péndulo invertido

El modelo usa un subsistema enmascarado para implementar la dinámica del sistema no lineal del péndulo invertido. El subsistema determina la posición del carro a lo largo del eje x y la rotación del péndulo alrededor del punto de rotación.

Control por retroalimentación de estado

El modelo implementa un control por retroalimentación de estado para seguir la posición del carro y mantener el punto de rotación por debajo del centro de masa del péndulo. Kalman filter se utiliza para estimar los estados internos del sistema.

Animación y análisis

El modelo usa un bloque Level-2 MATLAB S-Function block para implementar la animación. La función S usa MATLAB® Handle Graphics®. Para ver la función S, abra pendan.m. En la ventana Pendulum Animation, utilice la barra deslizante para mover el punto de rotación del péndulo en el carro. Para mantener la estabilidad del sistema, el modelo implementa un control por retroalimentación de estado basado en un observador. La figura que se muestra a continuación ilustra la respuesta en el dominio del tiempo del sistema de péndulo invertido. La primera subgráfica muestra la posición de referencia comparada con la posición real del carro, lo que resalta el rendimiento de seguimiento a lo largo del tiempo. La segunda subgráfica muestra el desplazamiento angular del péndulo en radianes, lo que indica cómo el ángulo del péndulo evoluciona durante el proceso de control. También puede utilizar Simulation Data Inspector para investigar las señales registradas.

Consulte también

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