二級(jí)旋轉(zhuǎn)倒立擺實(shí)時(shí)控制的研究.pdf

1、倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的高階次、多變量、非線性、強(qiáng)耦合、自然不穩(wěn)定的系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)倒立擺是一種典型的倒立擺裝置,與同級(jí)的直線軌道倒立擺相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,但模型更加復(fù)雜和不穩(wěn)定,對(duì)控制算法提出了更高的要求,增加了控制難度。倒立擺系統(tǒng)的控制可以用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)一種新的控制算法提出以后,就可以考慮通過(guò)倒立擺裝置來(lái)驗(yàn)證其正確性和實(shí)用性。因此,對(duì)倒立擺系統(tǒng)的研究在驗(yàn)證及改進(jìn)控制算法方面有著深遠(yuǎn)的意義。
　　 本文使用柯尼希定理分析擺桿能量

2、,并與常規(guī)分析方法進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了新的分析方法不僅結(jié)果正確,而且減小了計(jì)算量。進(jìn)而,應(yīng)用拉格朗日方程,建立了一級(jí)、二級(jí)旋轉(zhuǎn)倒立擺系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,并計(jì)算出兩系統(tǒng)的一般形式的狀態(tài)方程。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)旋轉(zhuǎn)倒立擺的控制所開(kāi)展的研究包括:應(yīng)用二模糊控制器并聯(lián)控制和多變量廣義預(yù)測(cè)控制對(duì)一級(jí)旋轉(zhuǎn)倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行仿真和實(shí)時(shí)控制:應(yīng)用LQR、基于LQR的融合函數(shù)法、基于T-S模型的狀態(tài)反饋控制、基于T-S模型的逐級(jí)模糊控制和ANFIS對(duì)二級(jí)旋轉(zhuǎn)倒立擺