Diseño y simulación de un controlador y regulador cuadrático lineal (LQR) con aplicación de filtros de Kalman (LQG), para complementar las materias de sistemas dinámicos y control en la Universidad Industrial de Santander.

Carreño Sánchez, Luis Felipe.; Ramirez Plata, Leonardo Herman.

Diseño y simulación de un controlador y regulador cuadrático lineal (LQR) con aplicación de filtros de Kalman (LQG), para complementar las materias de sistemas dinámicos y control en la Universidad Industrial de Santander.

dc.contributor.advisor	Quiroga Méndez, Jabid Eduardo
dc.contributor.author	Carreño Sánchez, Luis Felipe.
dc.contributor.author	Ramirez Plata, Leonardo Herman.
dc.contributor.evaluator	Rios Diaz, Yennifer Yuliana
dc.contributor.evaluator	Meneses Florez, Jorge Enrique
dc.date.accessioned	2023-05-13T20:15:52Z
dc.date.available	2023-05-13T20:15:52Z
dc.date.created	2023-05-11
dc.date.issued	2023-05-11
dc.description.abstract	La orientación que ha tomado la industria hoy en día va direccionada hacia el aumento de los niveles de automatización y digitalización en los procesos industriales. Por lo que resulta de gran importancia, dentro de este contexto, el estudio de disciplinas que vayan acorde con el desarrollo industrial actual, un ejemplo de esto es la ingeniería de control, una disciplina que aplica la teoría de control para obtener sistemas con comportamientos deseados. Por consiguiente, resulta relevante manejar los principios relacionados a esta rama de la ingeniería, para esto, se plantea el péndulo invertido como un sistema de control correspondiente a un sistema dinámico no lineal e inestable, el cual constituye a uno de los ejemplos académicos más destacados en la teoría de control, debido a que permite la aplicación de diferentes técnicas de regulación y seguimiento de una o varias variables a controlar, sirviendo como base para el estudio de dichas técnicas en sistemas más complejos. En este proyecto se modelará y simulará en señales de tiempo discreto en los programas de Matlab y Simulink, el comportamiento físico del péndulo invertido como un sistema de control moderno en espacio de estados, cuyas técnicas de control a aplicar para lograr la estabilización del péndulo corresponden al control optimo del sistema. Estas técnicas son LQR (regulador cuadrático lineal) y LQG (control lineal cuadrático gaussiano) la cual implementa el filtro de Kalman a un controlador LQR, una vez realizados los controladores se comparan entre sí. Estos códigos de simulación, la comparación entre las técnicas de control y una total de 6 videos acerca del proyecto como material audiovisual explicativo para los estudiantes, sirven como herramientas pedagógicas a la hora de estudiar los principios básicos de control moderno y optimo en materias de la escuela de ingeniería mecánica de la Universidad Industrial de Santander, tales como sistemas dinámicos e ingeniería de control.
dc.description.abstractenglish	The orientation that the industry has taken today is directed towards increasing the levels of automatization and digitalization in industrial processes. Therefore, it is of great importance, within this context, the study of disciplines that are consistent with current industrial development, an example of this is control engineering, a discipline that applies control theory to obtain systems with desired behaviors. Therefore, it is relevant to handle the principles related to this branch of engineering, for This matter, the inverted pendulum is proposed as a control system corresponding to a nonlinear and unstable dynamic system, which constitutes one of the most prominent academic examples in control theory, because it allows the application of different regulation and monitoring techniques of one or several variables to be controlled, serving as a basis for the study of said techniques in more complex systems. In this project, the physical behavior of the inverted pendulum will be modeled and simulated in discrete-time signals, in Matlab and Simulink programs, as a modern control system in state space representation, whose control techniques to be applied to achieve the stabilization of the pendulum, correspond to the optimal control of the system, these techniques are LQR (linear- quadratic regulator) and LQG (linear-quadratic gaussian) which implements the Kalman filter to an LQR controller, once the controllers are made, they are compared with each other. These simulation codes, the comparison between the control techniques and a total of 6 videos about the project as an explanatory audiovisual material for the students, serve as pedagogical tools, which allow the consolidation of the basic principles of optimal control and modern control theory in subjects from the School of Mechanical Engineering of the Industrial University of Santander, such as dynamic systems and control engineering.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/msword
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14253
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Péndulo invertido
dc.subject	Control Óptimo
dc.subject	Control Moderno
dc.subject	Regulador cuadrático lineal (LQR)
dc.subject	Control lineal cuadrático Gaussiano (LQG)
dc.subject	Filtro de Kalman
dc.subject	Espacio de estados
dc.subject.keyword	Inverted pendulum
dc.subject.keyword	Optimal control
dc.subject.keyword	Modern control
dc.subject.keyword	linear quadratic regulator (LQR)
dc.subject.keyword	Linear quadratic Gaussian (LQG)
dc.subject.keyword	Kalman filter
dc.subject.keyword	State space representation
dc.title	Diseño y simulación de un controlador y regulador cuadrático lineal (LQR) con aplicación de filtros de Kalman (LQG), para complementar las materias de sistemas dinámicos y control en la Universidad Industrial de Santander.
dc.title.english	Design and simulation of a linear quadratic controller and regulator (LQR) with application of Kalman filters (LQG), to complement the subjects of dynamic systems and control at the Universidad Industrial de Santander.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dspace.entity.type