Modelagem e controle de robô pêndulo invertido sobre rodas

O robô pêndulo invertido sobre rodas é uma planta clássica de sistemas de controle, não linear e instável em malha aberta. Neste trabalho é realizada a modelagem utilizando leis físicas fundamentais das partes constitutivas do robô: o pêndulo, a roda e os motores de ativação. A agregação das equações destas partes conduz a um modelo de quarta ordem que expressa as propriedades dinâmicas do sistema. A estratégia de controle adotada foi do tipo realocação de polos do modelo no espaço de estados. Em se tratando de uma técnica linear, houve a necessidade de realizar a linearização do modelo em torno do ponto de operação desejado para o sistema. O modelo linear de quarta ordem mostrou-se controlável, porém não-observável, de maneira que foi necessário excluir uma das variáveis do modelo conduzindo a uma estrutura controlável e observável de terceira ordem. O projeto de controlador e observador foram bem sucedidos, e resultados computacionais do desempenho do sistema controlado foram levantados. O trabalho apresenta ainda a descrição, projeto e implementação da planta real, a ser utilizada na implementação da estratégia de controle em trabalhos futuros.