Upravljanje inverznim rotacijskim njihalom

Inverzno rotacijsko njihalo predstavlja primjer standardnog edukacijskog mehaničkog sustava s dva rotacijska stupnja slobode gibanja, opisanog složenom nelinearnom dinamikom. Ovaj rad prikazuje metode regulacije takvog sustava koristeći različite vrste regulatora. Za slučaj potpuno upravljivog sustava, dizajnirani su standardni PD i PID regulatori koji asimptotski stabiliziraju sustav u proizvoljnom položaju. Uveden je predfilter referentne pozicije radi poboljšanja performansi regulacije te filter brzine pod pretpostavkom da brzine nisu mjerljive. Za slučaj podupravljanog inverznog njihala, provedena je linearizacija dinamičkog modela te sinteza linearnog kvadratičnog regulatora. S obzirom da linearni regulator nije u mogućnosti, za dovođenje njihala iz ravnotežnog položaja u područje oko inverznog položaja gdje regulaciju preuzima linearni regulator, dizajniran je swing-up algoritam. Dodatno, za stabilizaciju njihala u inverznom položaju dizajniran je i neizraziti regulator