Design, manufacturing and control of an inverted pendulum with an inertial flywheel.
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.15132487Keywords:
control, PID, Inertial Flywheel, Arduino, inverted pendulumAbstract
The inverted pendulum is a widely used system for testing different control laws, and in the academic field, it serves as an educational tool to teach students how to tune and calibrate controller gains. This article presents the design, development, construction, assembly, and control of an inverted pendulum with a flywheel, aimed at supporting academic activities. This system has been designed with open-source architecture and software, allowing its use by any student or individual interested in understanding the variations in gains of a PID control system. The proposed pendulum model presents an additional challenge due to the control of the flywheel, which adds a degree of freedom, making the system and its dynamics more complex. Furthermore, the use of artificial intelligence is highlighted to assist in tuning the PID controller. All these developments are tested through simulations in MATLAB and experiments carried out with a prototype built using additive manufacturing.
References
Aracil, J. &. (2005). El péndulo invertido: un desafío para el control no lineal. . Revista Iberoamericana de automática e informática industrial, 2(2), 8-19.
Escobar-Dávila, L. F.-G.-B. (2013). Control global del péndulo de furuta empleando redes neuronales artificiales y realimentación de variables de estado. TecnoLógicas,, (30), 71-94.
García, G. T. (2015). Control de un péndulo de furuta. Una revisión del estado del arte. Scientia et technica, 20(4), 326-334.
Guerra, R. (2019). Control de péndulo invertido sobre carro móvil.
Hernández Largacha, A. L. (2012). Control inteligente del péndulo invertido.
Kouro, S. &. (2002). Control mediante lógica difusa. Técnicas Modernas en Automática, 1, 1-7.
Kuo, B. C. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Educación.
Lazalde, A. T.-V. (2015). Hardware: ecosistemas de innovación y producción basados en hardware libre.
Masante, A. E. (2016). Servomecanismos: control de péndulo invertido.
Merli, G. O. (2018). Ecuaciones diferenciales de la física clásica. Interpretación y solución mediante dinámica de sistemas. Revista UIS Ingenierías, 17(1), 51-58.
Patete, A. A. (2011). Control de un péndulo invertido basado en un modelo reducido. . Revista Ingeniería UC, , 18(1), 12-22.
Salgado, M. E. (2005). Análisis de sistemas lineales. . Pearson Educación.
Sanabria, C. A. (2009). Control de un péndulo invertido simple por métodos de realimentación de estados. . Tecnura, 59-69.
Seron, M. M. (2000). Sistemas no lineales. Departamento de Electrónica. Universidad Nacional de Rosario.
Downloads
Published
How to Cite
Conference Proceedings Volume
Section
License
Copyright (c) 2025 Raúl Dalí Cruz Morales
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
