基于旋轉倒立擺裝置的智能控制研究.pdf

1、倒立擺是一個復雜的快速、非線性、多變量、強耦合、自然不穩(wěn)定的非最小相位系統(tǒng)，是重心在上、支點在下控制問題的抽象。在對控制方法的研究過程中，科研人員往往因為找不到合適的實際控制對象，而失去了對研究成果做進一步深入研究的條件，也給理論成果轉化為實用成果造成障礙。倒立擺結構簡單、成本較低，可以有效地檢驗眾多控制方法的有效性。在各種類型的倒立擺中，旋轉倒立擺有其突出的優(yōu)點，它是一個理想的控制理論研究平臺，許多抽象的控制概念如系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性、

2、收斂速度和抗干擾能力等，都可以通過旋轉倒立擺系統(tǒng)直觀地表現(xiàn)出來。 本文在深入研究旋轉倒立擺系統(tǒng)結構原理和借鑒國內外該領域最新研究成果的基礎上，對旋轉倒立擺系統(tǒng)進行了建模分析和控制方法的研究。建立了旋轉倒立擺系統(tǒng)的拉格朗日方程，經過在系統(tǒng)平衡點線性化之后，得到整個系統(tǒng)的狀態(tài)方程描述。在采用LQR控制實現(xiàn)旋轉倒立擺控制的基礎上，將LQR控制和模糊控制結合起來，使它們相互協(xié)調配合，發(fā)揮各自的長處，進一步提高擺桿的穩(wěn)定程度。經過實物控制