مقاله ترجمه شده آونگ معکوس دوتایی کلاسیک

توضیحات

عنوان فارسی: آونگ معکوس دوتایی کلاسیک – دور نمایی پیچیده از یک سیستم

عنوان انگلیسی:

Classical Double Inverted Pendulum – a Complex
Overview of a System

چکیده – هدف این مقاله انجام یک تحلیل عمیق از سیستم آونگ معکوس دوتایی کلاسیک می باشد با استفاده از کنترل و مدل سازی آونگ معکوس (IPMaC)، که یک کتابخانه بلوک Simulink بوده و توسط نویسندگان مقاله طراحی شده است. بلوک های تابع ساختگی لحاظ شده در IPMaC، برنامه پشتیبانی جامع برای مدل سازی، شبیه سازی و کنترل سیستم های آونگ معکوس کلاسیک و گردان ارائه می دهند. کتابخانه همچنین از ابزار های نرم افزاری که یک محیط گرافیکی کاربر-پسند (GUI) برای روند های مدل سازی و خطی سازی فراهم می سازد، بهره می برد. با کمک بلوک های مناسب تابع ، ابزار های GUI و طرح های نمایشی از IPMaC، سیستم آونگ دوتایی معکوس کلاسیک تحلیل، مدل و با موفقیت در مکان ناپایدار معکوس ، پایدار میشود.

مقدمه

سیستم های آونگ معکوس شده کلاسی مهم از سیستم های مکانیکی غیر خطی بالا استفاده شده در آموزش کنترل کلاسیک را به نمایش می گذارند. مسائل عملی که می توان توسط نوعی از سیستم آونگ معکوس شبیه سازی کرد عبارتند از:  برقراری تعادل برای دسته جاروب روی کف دست، تثبیت یک روبات یا انسان متحرک، کنترل یک موشک پرتابی یا حرکت عمودی بازو یا شانه انسان {1} {2}. تنوع و گستردگی سیستم های مدل شده در تنوع وسیع مدل های آونگ معکوس موجود بازتاب شده اند. بنابراین می توانیم تشخیص دهیم بین :

– سیستم های آونگ معکوس با یک پایه که به صورت خطی حرکت می کند (سیستم های آونگ معکوس کلاسیک) یا به صورت گردان در صفحه ی افقی ( سیستم های آونگ معکوس گردان)

– سیستم های تکی، دوتایی، سه تایی و چهار تایی آونگ معکوس، که با تعداد لینک های متصل به پایه متمایز میشوند.

به عنوان یک سیستم شدیدا ناپایدار، با محرک های ناکافی و با این وجود قابل کنترل، آونگ معکوس دوتایی (دو لینکی) کلاسیک به یک سیستم جذاب میز آزمایش برای تصدیق قانون کنترل خطی و غیر خطی تبدیل شده است از زمانی که به مجموعه کنترل فیدبک معرفی شده است. این مقاله یک دورنما از این سیستم مشهور ارائه میدهد، با پوشش هر مرحله اساسی از مشتق مدل ریاضی تا نمونه های طراحی الگوریتم کنترل. گام های انفرادی فرآیند با استفاده از بلوک های مناسب تابع یا برنامه های GUI از کتابخانه بلوک کنترل و مدل سازی آونگ معکوس، به نمایش گذاشته خواهند شد. IPMaC بین سال های 2009 تا 2011 توسط نویسندگان این مدل به عنوان کتابخانه ریشه ای Simulink در جهت پشتیبانی نرم افزاری برای تحلیل و کنترل سیستم های آونگ معکوس کلاسیک و گردان با تاکید شدید بر روی روش تعمیم یافته سیستم های آونگ معکوس، توسعه یافت. تمامی آزمایش های شبیه سازی که در این مقاله لحاظ گردیدند را می توان از بخش شبیه سازی های دمو IPMaC که شامل لینک هایی به طرح های شبیه سازی نظیر می شود را اجرا نمود.