Masters theses : Engineering
Permanent URI for this collectionhttps://repository.neelain.edu.sd/handle/123456789/506
Browse
Item Stabilization of x Inverted Pendulum via AGSPID Controller(Al-Neelain University, 2022-02) Gada Mohamed Ali MohamedAbstract The inverted pendulum (IP) is considered as a classical control system problem due its nonlinear characteristics and unstable behavior. Without any control of IP, the pendulum will fall down if the cart is not moved to maintain it in the upright position. Furthermore, it naturally falls downward due to gravity. Therefore, the IP system is inherently unstable. In order to keep the x IP in upright position, a control action is required. This dissertation presents a control approach for stabilizing x IP. The dynamic model of the x IP is derived based on Lagrange's approach. The adaptive gain scheduling PID (AGSPID) controller is used to stabilize the x IP. To show the effectiveness of the proposed controller, it is benchmarked with a conventional PID controller. The performance of the proposed controller is verified via various simulation scenarios that include disturbances using SIMULINK/MATLAB. One AGSPID controller is used to stabilize the angle of x IP regardless of the cart position. Furthermore, two AGSPID controllers are utilized to stabilize the angle and cart position of x IP. It is found that the use of AGSPID controller with the x IP can reduce the overshoot and settling time response for the angle compared to the conventional PID controller via 48.68% and 2.32%, respectively. The use of AGSPID controller reduces the distance of the x IP by 15.84% compared to PID controller. المستخلص البندول المقلوب هو مشكلة كلاسيكية لنظام التحكم نسبة لخواصه اللاخطية وسلوكه الغير مستقر بدون اي تحكم للبندول المقلوب، يسقط البندول ببساطة اذا لم تتحرك العربة للحفاظ عليه في وضع راسي، ويكون السقوط نسبة لتأثير الجاذبية. لذلك نظام البندول المقلوب بالطبيعة غير مستقر. للحفاظ على البندول المقلوب يلزم إجراء تحكم. هذه الاطروحة تقدم نهج تحكم لإستقرار س للبندول المقلوب. النموذج الديناميكي تم إيجاده اعتماداً على طريقة لأجرانج. متحكمة جدولة الكسب التكيفي (AGSPID) إستخدمت لإستقرار البندول المقلوب س. تم التحقق من أداء المتحكمة عن طريق عمل محاكته بإضافة الضجيج بإستخدام SIMULINK/ MATLAB . تم إستخدام واحد من متحكم جدولة الكسب التكيفيAGSPIP لتثبيت زاوية البندول المقلوب س بغض النظر عن موضع العربة. علاوة على ذلك تم إستخدام أثنين من المتحكم AGSPID لتحقيق الإستقرار في الزاوية وموقف العربة. وجد أن متحكمة جدولة الكسب التكيفي AGSPID تقلل الإستجابة العابره وزمن الإستقرار بــ 48.68% و2.32% على التوالي مقارنة بــ PID التقليدي وكذلك المتحكم AGSPID يقلل من مسافة عمل البندول المقلوب س بنسبة 15.84% مقارنة بوحدة التحكم PID.