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Título: Desenvolvimento de um módulo didático pêndulo invertido rotacional para o estudo de análise e controle de sistema dinâmico
Título(s) alternativo(s): Development of a didactic module rotary inverted pendulum for the study of analysis and control of dynamic systems
Autor(es): Imanishi, Felipe Makoto
Orientador(es): Silva, Emerson Ravazzi Pires da
Palavras-chave: Pêndulo
Modelagem
Dispositivos de treinamento simulado
Pendulum
Modeling
Synthetic training devices
Data do documento: 30-Nov-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Citação: IMANISHI, Felipe Makoto. Desenvolvimento de um módulo didático pêndulo invertido rotacional para o estudo de análise e controle de sistema dinâmico. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2021.
Resumo: No contexto do ensino profissionalizante atual, em alguns casos, há a escassez de recursos para o aprendizado de conceitos práticos nas áreas de engenharia, com destaque para área de controle e automação. Isso se deve ao alto custo de equipamentos e módulos didáticos disponíveis no mercado, que os tornam inacessíveis ou inviáveis para a maioria das instituições adquirir como ferramentas para uso didático. Em meio às dificuldades de aquisição, necessidade de complementação de conhecimentos profissionalizantes e a multiplicidade de conceitos agregados ao pêndulo invertido, é vista a vantagem da criação de módulos didáticos replicáveis deste sistema para o desenvolvimento e ensino na área de controle e automação. Diante deste cenário, este trabalho propõe o desenvolvimento de um módulo didático pêndulo invertido rotacional, ou também conhecido como pêndulo de Furuta. Será também abordada a modelagem matemática do sistema e a implementação de técnicas de controle clássico da família PID, seguida de análise e validação dos resultados considerando as respostas práticas do sistema.
Abstract: In the context of current vocational education, in some cases, there is a scarcity of resources for learning practical concepts in engineering areas, especially in the area of control and automation. This is due to the high cost of equipment and teaching modules available on the market, which make them inaccessible or unfeasible for most institutions to acquire as tools for teaching use. Amidst the acquisition difficulties, the need to complement professional knowledge and the multiplicity of concepts added to the inverted pendulum, the advantage of creating replicable didactic modules of this system for the development and teaching in the area of control and automation is seen. Given this scenario, this work proposes the development of a didactic module inverted rotational pendulum, or also known as Furuta's pendulum. The mathematical modeling of the system and the implementation of classical control techniques of the PID family will also be addressed, followed by analysis and validation of the results considering the practical responses of the system.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38830
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