Montoya Girlado, Oscar DaniloPeréz Espíndola, Camilo EstebanPintor Ahumada, Sebastian DavidGarcía Barreto, Germán Alberto (Catalogador)2025-11-192025-11-192025-11-06http://hdl.handle.net/11349/99869Los sistemas de control desempeñan un papel fundamental en la regulación de variables en los sistemas dinámicos, permitiendo así la obtención de la estabilidad de los mismos, acorde a requerimientos particulares de tiempo, seguimiento de referencia y rechazo a las perturbaciones. Esta investigación tuvo como propósito Diseñar un controlador de dos etapas que estabilice el Péndulo de Furuta en la posición vertical superior mediante la teoría de control predictivo basado en el modelo en conjunto con una estrategia de balanceo y levantamiento, empleando funciones de energía que finalmente son implementadas en el sistema físico péndulo invertido de QUANSER. A lo largo de este artículo se detalla la obtención del modelo matemático y su relación con el diseño del controlador predictivo, donde a manera de evaluar su desempeño, se emplea como punto comparativo un control de retroalimentación de estados, implementado en el mismo sistema físico. Ambos controladores son puestos bajo referencias y perturbaciones estandarizadas que permiten identificar los puntos fuertes de cada uno de ellos a través del análisis grafico e índice de desempeño ITAE. Sobresaliendo en criterios como la rapidez, error y seguimientos el control predictivo basado en el modelo pese a limitaciones en la conmutación de controladores con la que no cuenta el control por retroalimentación de estadosControl systems are essential for managing variables within dynamic systems, ensuring stability and performance according to criteria such as response time, reference accuracy, and disturbance rejection. This study focuses on designing a two-stage control strategy to stabilize the Furuta Pendulum in its upright position. The proposed approach integrates a Model Predictive Control (MPC) scheme with a swing-up and energy-based lifting technique, and is applied to a physical QUANSER inverted pendulum setup. The paper outlines the mathematical modeling process of the system and details how this model is incorporated into the MPC framework. To assess the effectiveness of the proposed controller, a comparative analysis is conducted against a traditional state feedback controller, both implemented on the same experimental platform. The controllers are tested under standardized reference inputs and disturbance scenarios, with performance evaluated through graphical analysis and the Integral Time Absolute Error (ITAE) index. Results demonstrate that the MPC-based control strategy outperforms the state feedback controller in terms of response speed, tracking precision, and steady-state accuracy. Notably, the MPC exhibits significant advantages during controller switching scenarios, highlighting its robustness and adaptability—features that are not achievable with the conventional state feedback approach.pdfspaControl linealControl híbridoBalanceo y estabilizaciónPéndulo de FurutaControl predictivo basado en el modelobachelorThesisIngeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicasSistemas de ControlSistemas de control adaptablesControladores programablesModelos matemáticosOpenAccessLinear controlHybrid controlSwing up and stabilizationFuruta pendulumModel predictive controlAbierto (Texto Completo)