پایدارسازی پاندول معکوس دوار با استفاده از کنترل کننده LQR مبتنی بر الگوریتم گرگ خاکستری

سیستم پاندول معکوس دوار دارای دینامیک غیرخطی، ناپایداری ذاتی و کم عملگر بوده و همواره به عنوان یک چالش اساسی در حوزه کنترل مطرح بوده است. در این مقاله، کنترل کننده ای بهینه برای پایدارسازی سیستم پاندول معکوس دوار طراحی می شود. از کنترل کننده ترکیبی تنظیم کننده ی خطی درجه دوم (LQR) و الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری (GWO) برای تنظیم بهینه ضرایب کنترل کننده استفاده می شود و تنظیم بهینه ماتریس های وزنی Q و R در کنترل کننده LQR به کمک الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری انجام می شود. نتایج شبیه سازی کارایی کنترل کننده ی طراحی شده را در تحقق اهداف کنترلی تایید می کند. بر اساس نتایج ارائه شده، کنترل کننده پیشنهادی قادر به پایدارسازی پاندول معکوس دوار با حداقل فراجهش، فروجهش و زمان نشست می باشد. علاوه بر این، کنترل کننده طراحی شده نیاز به ورودی کنترلی کمی دارد که اهمیت این موضوع در پیاده سازی عملی که محدودیت فیزیکی روی سیگنال کنترل ورودی وجود دارد، برجسته تر می شود. نتایج کمی نشان می دهد بهینه سازی کنترل کننده LQR به کمک الگوریتم GWO منجر به کاهش ۱۷/۸۳ درصدی زمان نشست و ۹/۲۳ درصدی تلاش کنترلی می شود.

کلیدواژه ها:

پاندول معکوس دوار ، کنترل کننده بهینه ، الگوریتم گرگ خاکستری ، پایدارسازی پاندول ، کنترل کننده تنظیم کننده خطی درجه دوم.