Bu tezin amacı, ters sarkacı aşağı denge noktasından, yukarı denge noktasına çıkarmak
ve bu noktada sabit bir şekilde tutmaktır. Yukarı denge noktasına çıkarmak için enerji
tabanlı kontrol yöntemi kullanılmakta ve ters sarkaç sistemine ait kısıtlar göz önünde bulundurularak
kontrol kuralı tasarlanmaktadır. Tasarlanan bu kuralın temelinde ters sarkaca
ait aracın kullandığı pistin parçalara ayrılması ve her parçaya farklı iki girdi değerinin atanması
bulunmaktadır. Ters sarkaca uygulanacak olan girdinin seçimi ise aracın bulunduğu
yol parçasına ait girdi değerlerine göre hesaplanan sarkacın enerjisinin türevi değerlerinin
kıyaslanması ile gerçekleşmektedir. Sarkaç yukarı denge noktasının komşuluğuna yaklaştığında ise doğrusal karesel düzenleyici ile dengeleme işlemini içeren kontrol kuralı devreye
girmektedir. Tasarlanan kontrol kuralları gerçek zamanlı deneyler ile test edilmektedir.
Deneysel sonuçlar, hazırlanan algoritmanın başarılı bir şekilde çalıştığını göstermektedir.
Sisteme ait kısıtlar dahilinde sarkaç yaklaşık 8 saniyede yukarı denge noktasına ulaşmakta
ve sabit kalmaktadır.
The main purpose of this thesis is to drive the pendulum to its upright equilibrium
point and keep it at that point thereafter. Energy based control method is used and the constraints
of inverted pendulum are considered to design a swing-up algorithm. In this algorithm,
the limited-length rail is separated into a few parts and for each part, system input is chosen
from a set containing two different input values. The input selection criteria are the magnitude
and sign of the energy derivative at that instant. When the pendulum approaches a
specified neighbourhood of the upright equilibrium point, Linear Quadratic Regulator takes
the control over for balancing the pendulum. Performances of the designed algorithms are
verified via real-time simulations.
The experimental results demonstrate that the swing-up and balance algorithms operate
successfully. The pendulum reaches the upright equilibrium point about 8 seconds and
remains at the upright point and satisfies the system’s constraints.