Modelling and Simulation of LQR and LFSV Controllers in the Magnetic Levitation System (MLS)

Alvaro Romero Acero, Julian Andrés Orozco Quiceno, Jovani Alberto Jiménez Bulies
2016 Prospectiva  
RESUMEN In this article a control analysis in state variables is presented, applied to the nonlinear Magnetic Levitation System (MLS), which consists in keeping objects suspended in the air without any mechanical contact through the interaction of magnetic force. The design of Linear Quadratic Regulator (LQR) and Linear Feedback in State Variables (LFSV) controllers is implemented with the aim of comparing the results which guarantee a better stability performance in the system. The
more » ... representation of the nonlinear and linearized model of the MLS plant is examined through the design of algorithms and simulation in Simulink-Matlad. In this way, the behavior of the system when there are perturbations and input changes is contrasted, with the priority of exerting a low control action as parameter of the system to be optimized. ABSTRACT En este artículo se presenta un análisis de control de variables de estado, aplicada al Sistema no Lineal de Levitación Magnética (SLM), que consiste en mantener objetos suspendidos en el aire sin ningún tipo de contacto mecánico, a través de la interacción de la fuerza magnética. El diseño de los controladores Regulador Lineal Cuadrático, por sus siglas en inglés (LQR) y la Realimentación Lineal en Variables de Estado (RLVE), permiten modelar y simular la dinámica de control, con el objetivo de comparar los resultados que garantizan un mejor funcionamiento de la estabilidad en el sistema. La representación matemática del modelo no lineal y linealizado de la planta SLM se examina mediante el diseño de algoritmos y simulación en Simulink-Matlad. De esta manera, se contrasta el comportamiento del sistema ante perturbaciones y cambios en las variables de entrada, con la prioridad de ejercer una mínima acción de control como parámetro del sistema a optimizar. Palabras clave: Linealización; Estabilidad; Observador de estado; Controladores LQR y RLVE.
doi:10.15665/rp.v14i1.637 fatcat:s56ttywmmvfhtivmkkg6xzlkc4