Carro com auto-equilíbrio em duas rodas, modelagem, simulação do sistema não linear e linearização - Rosa, Pedro Henrique Rodrigues da; Steffanello, Vandrei Rubin; Caldeira, André; Rech, Charles; Maidana, Cristiano Frandalozo; Venturini, Simone Ferigolo (Ciência e Natura, 2024)
A aplicação da teoria de sinais e sistemas e da teoria de controle estudadas nos cursos de engenharia elétrica e engenharia mecânica requer dispositivos de manuseio sofisticados, caros e delicados. As ferramentas matemáticas que são ensinadas nas disciplinas de sinais e sistemas e teoria de controle no curso de graduação são muitas vezes abstratas, principalmente em termos de aplicação prática em ambiente industrial, o que torna necessária a utilização de plantas de controle didáticas para complementar o ensino e a experimentação prática. Este artigo apresenta um sistema de carro com autoequilíbrio de duas rodas de baixo custo como ferramenta de ensino para engenharia. O carro com equilíbrio automático de duas rodas é um sistema de referência dinâmico projetado para controlar o carro na posição vertical. O carro consegue se manter equilibrado por meio de cálculos que analisam o ângulo do giroscópio e a posição das rodas. Drivers de motor CC são usados para compensar a inclinação e equilibrar o carro. Como o objetivo do artigo é servir de material de apoio para alunos de graduação que estão dando os primeiros passos no estudo de sinais e sistemas e teoria de controle, são apresentadas modelagens detalhadas pelas leis da física, juntamente com a simulação do modelo não linear do sistema e uma linearização completa do modelo.