PID control of an inverted pendulum with experimental friction model estimation

Abstract

An inverted pendulum system is designed, implemented, and stabilized on a short path. Proportional-Integral-Differential (PID) control algorithm is embedded on a digital signal processing card to achieve the stabilization in a real time. DC-motor dynamics of the inverted pendulum system and cart-track friction are unknown and their effects are taken into account by the incremental duty cycle approach. Experimental tests, conducted for various experimental conditions, have shown that the inverted pendulum system reached the desired state in the presence of friction and various external disturbances.

Bu çalışmada, kısa bir hat üzerinde ters sarkaç sistemi tasarlanıp, uygulanmış ve kararlı bir şekilde kontrol edilmiştir. Kararlılığı sağlamak için gerçek zamanlı sayısal bir işaret işleme kartına Oransal-İntegral-Diferansiyel (PID) kontrol algoritması yerleştirilmiştir. Ters sarkaç sisteminin DC motor dinamiği ve araç yolu sürtünmesi bilinmemektedir ve sürtünme etkileri arttırılan serbest çevrim yaklaşımı ile dikkate alınmıştır. Sürtünme ve dış gürültü varlığında farklı deney koşulları için yapılan testler ters sarkacın istenen denge durumuna ulaştığını göstermiştir.