Синтез оптимального керування рухом оберненого маятника з рухомою точкою підвісу

Abstract

Системи керування динамічно нестійкими об’єктами, зокрема оберненим маятником, є одними з базових моделей, на яких тестують сучасні алгоритми стабілізації та оптимального керування. У світовій практиці такі системи використовуються для досліджень у робототехніці, автономному транспорті, балансувальних платформах, дронах та інтелектуальних механізмах. В Україні ця тематика також набуває актуальності через активний розвиток інженерії, автоматизації, безпілотних систем та освітніх лабораторних комплексів. Обернений маятник є зручною моделлю реальних балансувальних систем, адже демонструє складну нелінійну динаміку та вимагає високоточних алгоритмів керування. Розробка таких алгоритмів особливо важлива для створення енергоефективних та адаптивних пристроїв, здатних працювати в умовах змінних навантажень і параметрів. У цій роботі досліджено синтез оптимального керування для оберненого маятника з використанням класичного LQR-регулятора та нейронних мереж, що дозволяють працювати з широким діапазоном параметрів і нелінійною динамікою. Отримані результати можуть бути застосовані в сучасних інженерних системах України та світу, включаючи персональний електротранспорт, робототехнічні платформи, навчальні стенди та автоматизовані механізми.