基于直線倒立擺穩(wěn)定控制方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、倒立擺系統(tǒng)以其非線性、多變量、強(qiáng)耦合的特性和簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)設(shè)備而成為控制領(lǐng)域的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于驗(yàn)證新控制方法的正確可行性以及比較現(xiàn)有方法控制性能的優(yōu)劣，在軍工、航天、機(jī)器人和一般工業(yè)過(guò)程中都有廣泛的應(yīng)用和重要的工程意義。
　　 本文以固高科技公司的直線二級(jí)倒立擺為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，完成了基于Matlab6.5的倒立擺穩(wěn)定控制算法研究與實(shí)現(xiàn)以及基于VC6.0的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)。首先利用拉格朗日方程建立了直線二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的非線性模型

2、，采用小角度線性化方法得到線性化模型，并用Matlab的S-function建立了直線二級(jí)倒立擺的線性和非線性模型。然后針對(duì)線性化模型研究了LQR算法，并采用PSO粒子群優(yōu)化算法，簡(jiǎn)化了Q和R的尋優(yōu)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期要求，魯棒性較強(qiáng)；而在非線性模型中LQR算法的有效性受限于系統(tǒng)的初始狀態(tài)，充分證明LQR算法本質(zhì)上只適用于線性問(wèn)題。針對(duì)非線性模型研究了BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工