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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Nascimento, José Fábio de Lima-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0056522906128231pt_BR
dc.contributor.referee1Queiroga, Sandro Lino Moreira de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1031366446350466pt_BR
dc.contributor.referee2Santos, Renan Cavalcante-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6930748017205035pt_BR
dc.creatorMarques, Noé Beltrão da Silva-
dc.date.accessioned2025-10-13T15:06:09Z-
dc.date.available2025-10-13-
dc.date.available2025-10-13T15:06:09Z-
dc.date.issued2025-04-22-
dc.identifier.citationMarques, Noé Beltrão da Silva. Desenvolvimento de um controlador para pêndulo invertido baseado no regulador linear quadrático. 2025. 40f. Monografia (Graduação em Engenharia de Controle e Automação) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas. Campus Manaus Distrito Industrial. Manaus, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ifam.edu.br/jspui/handle/4321/1774-
dc.description.abstractThe main objective of this study was to design a Linear Quadratic Regulator (LQR) controller to stabilize an inverted pendulum in its vertical position, minimizing the position error and control energy consumption, while ensuring system stability. The specific objectives included defining the DC motor parameters, verifying the system stability, defining the optimal gain matrix K, determining the rank and controllability matrix, as well as simulations under different initial conditions. The methodology involved obtaining the parameters of a DC motor through experimental tests, such as measurements of armature resistance, current, angular velocity and moment of inertia. The system was modeled in state space based on the Euler-Lagrange equations, followed by linearization via Taylor series expansion and Jacobian matrix. The resulting linear model was implemented in the MATLAB/Simulink environment, where the LQR controller was developed and simulated. The results demonstrated that the originally unstable system presented full controllability (rank of the controllability matrix equal to 4) and was successfully stabilized. The cost function associated with the control was minimized using the Riccati equation, ensuring a balance between performance and control effort. The simulations proved the robustness of the controller against parametric variations and external disturbances, validating the effectiveness of the proposed approach.pt_BR
dc.description.resumoO presente estudo teve como objetivo principal o projeto de um controlador LQR (Linear Quadratic Regulator) para estabilizar um pêndulo invertido em sua posição vertical, minimizando o erro de posição e o consumo de energia de controle, ao mesmo tempo que assegura estabilidade do sistema. Os objetivos específicos incluíram a definição dos parâmetros do motor DC, verificação da estabilidade do sistema, definição da matriz de ganho ótimo 𝐾, determinar o posto e matriz de controlabilidade, bem como simulações em diferentes condições iniciais. A metodologia envolveu a obtenção dos parâmetros de um motor DC por meio de ensaios experimentais, como medições de resistência de armadura, corrente, velocidade angular e momento de inércia. O sistema foi modelado em espaço de estados com base nas equações de Euler-Lagrange, seguido da linearização via expansão em série de Taylor e matriz Jacobiana. O modelo linear resultante foi implementado no ambiente MATLAB/Simulink, onde foi desenvolvido e simulado o controlador LQR. Os resultados demonstraram que o sistema originalmente instável apresentou controlabilidade total (posto da matriz de controlabilidade igual a 4) e foi estabilizado com sucesso. A função de custo associada ao controle foi minimizada com o uso da equação de Riccati, assegurando o equilíbrio entre desempenho e esforço de controle. As simulações comprovaram a robustez do controlador frente a variações paramétricas e perturbações externas, validando a eficácia da abordagem proposta.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Duarte Ferreira da Silva (luciana.duarte@ifam.edu.br) on 2025-10-13T15:06:09Z No. of bitstreams: 1 TCC_FINAL_NOE_MARQUES_ECAT.pdf: 1404719 bytes, checksum: 285a359865c7cbaeb77ebc9e5aaa9af8 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2025-10-13T15:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TCC_FINAL_NOE_MARQUES_ECAT.pdf: 1404719 bytes, checksum: 285a359865c7cbaeb77ebc9e5aaa9af8 (MD5) Previous issue date: 2025-04-22en
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCampus Manaus Distritopt_BR
dc.publisher.initialsInstituto Federal do Amazonaspt_BR
dc.publisher.initialsIFAMpt_BR
dc.publisher.initialsEngenharia de Controle e Automaçãopt_BR
dc.publisher.initialsInstituto Federal do Amazonaspt_BR
dc.publisher.initialsIFAMpt_BR
dc.publisher.initialsEngenharia de Controle e Automaçãopt_BR
dc.publisher.initialsInstituto Federal do Amazonaspt_BR
dc.publisher.initialsIFAMpt_BR
dc.publisher.initialsEngenharia de Controle e Automaçãopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectModelagem dinâmicapt_BR
dc.subjectRegulador Linear Quadráticopt_BR
dc.subjectPêndulo Invertidopt_BR
dc.subjectEstabilidadept_BR
dc.subjectModelagem dinâmicapt_BR
dc.subjectInverted pendulumpt_BR
dc.subjectLinear Quadratic Regulatorpt_BR
dc.subjectDynamic modelingpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSpt_BR
dc.titleDesenvolvimento de um controlador para pêndulo invertido baseado no regulador linear quadráticopt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of a controller for an inverted pendulum based on a quadratic linear regulatorpt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
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