بهبود پایداری سیستم پاندول معکوس با تغییر پارامترهای هندسی به روش تاگوچی

سیستم پاندول معکوس به عنوان یک مسئله استاندارد و کلاسیک در زمینه کنترل و پایداری سیستم های ناپایدار شناخته می شود. در این پژوهش، تاثیر پارامترهای هندسی بر پایداری سیستم پاندول معکوس مورد بررسی قرار گرفته است. شش پارامتر هندسی شامل طول، عرض و جرم پاندول و ارابه، هر کدام در پنج سطح مختلف در نظر گرفته شده اند که منجر به ۱۵۶۲۵ حالت مختلف می شود. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بهینه سازی پارامترها، از روش تحلیل آماری تاگوچی استفاده شده است که با تعداد بسیار کمتری ادامه آزمایش ها را پیش می برد. مدل سازی و شبیه سازی سیستم با استفاده از نرم افزار متلب و در پلتفرم SimScape انجام گرفته و از کنترل کننده PID بهینه شده برای پایدارسازی سیستم بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که جرم ارابه و طول پاندول بیشترین تاثیر را بر عملکرد سیستم دارند. همچنین با استفاده از روش تاگوچی، مقادیر بهینه پارامترها برای کمینه کردن خطای کنترلی و تلاش کنترلی تعیین شده است. صحت نتایج با انجام آزمایش تاییدی و مقایسه با پیش بینی های روش تاگوچی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

پاندول معکوس ، پایداری ، روش تاگوچی ، بهینه سازی پارامترهای هندسی ، کنترل کننده PID