Implementación en tiempo real de un Sistema de Control Neuro-Difuso para el Péndulo Invertido

• Rojas-Moreno, Arturo ^[1] ; Nuñez-Ocola, César ^[1] ; Merchan-Gordillo, Fernando ; Córdova-Sosa, Luis E. ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Ingeniería

     Universidad Nacional de Ingeniería

     Perú

     
• Localización: TECNIA, ISSN-e 2309-0413, ISSN 0375-7765, Vol. 11, Nº. 2, 2001, págs. 23-30
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Real-time Implementation of a Neuro-Fuzzy Control System for the Inverted Pendulum
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    Este artículo presenta el procedimiento de diseño e implementación de un controlador difuso TKS (Takagi-Kosko-Sugeno) que emplea la técnica de sintonía ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). La metodología desarrollada se aplica a un caso clásico de estudio, pero de características particularmente atractivas para poner a prueba cualquier tipo de controlador: el Sistema Péndulo Invertido (SPI). El SPI comprende una varilla unida por uno de sus extremos a un pivote montado sobre un carro que se desplaza en línea recta sobre rieles. El objetivode control es mantener la varilla en posición vertical mediante una fuerza aplicada al carro. El procedimiento de diseño requiere de: el modelado del SPI, la selección de una estrategia de control según las variables de entrada/salida del modelo, la selección de la estrategia de control conforme a los tipos de lazos de control sobre las variables, y, el diseño del controlador difuso usando ANFIS para optimizar su rendimiento. Luego de simulado el sistema, la implementación en tiempo real se realiza usando una interfaz HW/SW (Hardware/Software). El software de control está escrito en C++. Los resultados experimentales obtenidos validan el procedimiento de diseño desarrollado.

  • English

    This article presents the design and implementation procedure of a TKS (Takagi-Kosko-Sugeno) fuzzy controller that uses the ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System) tuning technique. The developed methodology is applied to a classic case study, but with particularly attractive characteristics to test any type of controller: the Inverted Pendulum System (INS). The SPI comprises a rod attached at one end to a pivot mounted on a carriage that moves in a straight line on rails. The objectiveControl is to keep the rod in a vertical position by means of a force applied to the carriage. The design procedure requires: modeling the SPI, selecting a control strategy according to the input/output variables of the model, selecting the control strategy according to the types of control loops on the variables, and, the design of the fuzzy controller using ANFIS to optimize its performance. After the system has been simulated, the real-time implementation is carried out using a HW/SW (Hardware/Software) interface. The control software is written in C++. The experimental results obtained validate the developed design procedure.