以八位元單晶片實現倒單擺直立定位控制

Implementation of the Upright and Position Control of an Inverted-Pendulum System by Using a Microcontroller

本文以八位元單晶片來實現倒單擺之直立定位控制，利用自行製作之連軸軌道，搭配直流伺服馬達、光學編碼器等週邊設備，以實作出與市面上功能相仿之倒單擺實驗模組。倒單擺模組之硬體電路設計包括單晶片控制電路與馬達驅動電路。為完成倒單擺之直立定位控制，本文採用PID（proportional-integral-derivative）與LQR（linear quadratic regulator）等控制法則來做為本系統之控制核心，並利用8 位元單晶片PIC18F452 來加以實現，透過實體測試，結果顯示LQR 能同時控制台車位置與單擺角度，但在效能表現上仍有些許改善空間，文末則提出未來可行之改進方向。