Diseño e implementación de controlador LQG en sistema Ball & Beam

Abstract

El sistema Ball & Beam es uno de los casos de estudio más completos dentro la ingeniería de control, debido a que es un sistema no lineal y naturalmente inestable. En el presente artículo se propone realizar un controlador optimo LQG para el sistema Ball & Beam de Quanser, compuesto por un regulador cuadrático lineal (LQR) y un estimador cuadrático lineal (filtro de Kalman) por medio del cual se estimaron todos los estados del sistema, logrando mitigar las problemáticas generadas por la alta sensibilidad al ruido del sensor. Partiendo de la representación en espacio de estados del sistema Ball & Beam de Quanser y utilizando el software Matlab/Simulink y su módulo QUARC se diseñó, simulo e implemento un controlador optimo LQG en el sistema Ball & Beam de Quanser. Finalmente, los resultados de la simulación e implementación muestran que el controlador LQG es efectivo para controlar el sistema Ball & Beam a pesar del ruido que presenta la señal de realimentación.

Keywords

• control
• filtro de kalman
• lqr
• ruido
• optimo