طراحی کنترلر فازی سوگینو برای سیستم پاندول معکوس و ارابه

پاندول معکوس یکی از ساختارهای معیار و پایه ی مطرح در دینامیک بوده و از سیستمهای کلاسیک در آزمایشگاههای کنترل می باشد. مسئله ی اصلی در سیستم پاندول معکوس، پایداری زاویه ی پاندول نسبت به محور عمودی می باشد. روابط حاکم بر این سیستم که اکثرا با معادلات حالت بیان می گردند، غیرخطی و غیرمینیمم فاز بوده و بنابراین پیدا کردن ارتباط بین نیروی اعمالی و زاویه ی پاندول به سادگی امکانپذیر نیست. در عین حال به دلیل وجود حالتهای دیگری در ساختار پاندول معکوس، این سیستم، به یک سیستم تک ورودی - چند خروجی تبدیل می گردد که در آن، نیروی اعمالی، علاوه بر توانایی پایداری زاویه، باید توانایی پایداری سایر حالتها را نیز دارا باشد. در این پایان نامه، پایداری توأم زاویه ی پاندول و موقعیت ارابه در سیستم پاندول معکوس و ارابه، بر اساس دینامیک دقیق آن مورد بررسی قرار گرفته و دو کنترلر متفاوت، برای پایداری توأم زاویه ی پاندول و موقعیت ارابه طراحی شده است. ابتدا با استفاده از قانون کنترل لغزشی، یک کنترلر غیرخطی برای سیستم، طراحی شده است. پایداری این کنترلر به همراه سیستم، با استفاده از ارائه ی تابع لیاپانوف و سطوح لغزشی متناسب با حالتهای سیستم بررسی گردیده است. در ادامه، علاوه بر آن، با استفاده از روش خطی سازی پسخوردی و دینامیک سیستم، نیروی مناسب جهت پایداری زاویه ی پاندول و موقعیت ارابه در سیستم پاندول معکوس به همراه ارابه ارائه گردیده و سپس با استفاده از قاعده ی خطی سازی، به کنترلر فازی سوگینو تبدیل شده است. شبیه سازی برای هر دو کنترلر به همراه سیستم پاندول معکوس، بوسیله ی نرم افزار متلب صورت گرفته است.