Stabilizing of x Inverted Pendulum Utilizing Adaptive Gain Scheduling PID Controller

Abstract

The inverted pendulum (IP) is a classical control system problem due its nonlinear characteristic and unstable behavior. Without any control of IP, the pendulum will simply fall over if the cart is not moved to balance it and naturally falls downward due to gravity. Thus, the IP system is inherently unstable. In order to keep it upright, or stabilize this system, one need to manipulate it, either vertically or horizontally and it requires a continuous correction mechanism to stay upright. This dissertation presents control approach for stabilizing of x IP. The dynamic models are derived based on lagrange’s approach. The adaptive gain scheduling PID controller is used to stabilize the x IP. The performance of proposed controller is verified via various simulation works that include disturbances and parameters variation. It's found that the gain scheduling PID controller reduces the transient response via 14.2 % with respect to the conventional PID controller. البندول المقلوب هو مشكله كلاسيكيه لنظام التحكم نسبه لخواصه اللاخطيه وسلوكه الغير مستقر. بدون اي تحكم للبندول المقلوب؛ يسقط البندول ببساطه اذا لم تتحرك العربه لموازنته ويكون السقوط نسبه لتاثير الجاذبيه. و لذلك نظام البندول المقلوب بالطبيعه غير مستقر. للحفاظ علي البندول في وضع راسي والمحافظه علي استقراريه النظام ؛ يجب التلاعب به راسيا او افقيا وذلك يتطلب اليه تصحيح مستمره . هذه الاطروحه تقدم نهج تحكم لاستقرار البندول المقلوب. النمودج الديناميكي تم ايجاده اعتمادا علي طريقه لاجرانج . متحكمة جدوله الكسب التكيفي استخدمت لاستقرار البندول المقلوب س. تم التحقق من اداء المتحكمه عن طريق عمل محاكاه باضافه الضجيج وتاثير تغيير البارامترات. وجد ان متحكمة جدوله الكسب التكيفيPID)) تقلل الاستجابه العابره بنسبه 14.2% مقارنه بمتحكمة (PID)التقليديه.