倒立擺的奇異攝動(dòng)分頻控制.pdf

1、近年來,控制理論進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段,而倒立擺系統(tǒng)是研究控制理論的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究倒立擺系統(tǒng)不僅有很強(qiáng)的理論意義,同時(shí)具有深遠(yuǎn)的實(shí)踐意義。在工程的應(yīng)用中,對(duì)建模的要求由于實(shí)際系統(tǒng)的更加精確要求而變得越來越高,特別是小的時(shí)間常數(shù)、慣量、電容或電導(dǎo)等一些小參數(shù)攝動(dòng)也受到了廣泛的關(guān)注。解決該問題的一種有效方法正是奇異攝動(dòng)方法,該方法廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、航天飛行器等的控制器設(shè)計(jì)。倒立擺作為一典型的高階次、多變量、非線性系統(tǒng),其特征值分布及頻域特性非

2、常類似于奇異攝動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)。本文在倒立擺的一般線性化模型基礎(chǔ)上,建立了其奇異攝動(dòng)系統(tǒng),并做了如下工作:
　　 1)分析倒立擺模型的機(jī)理特點(diǎn),通過頻域分析,建立倒立擺系統(tǒng)的奇異攝動(dòng)模型,并對(duì)其進(jìn)行能觀、能控性分析。
　　 2)應(yīng)用H∞控制方法對(duì)一級(jí)和二級(jí)倒立擺一般線性化模型和奇異攝動(dòng)模型分別進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)和仿真,并進(jìn)行仿真結(jié)果的比較。
　　 3)用奇異攝動(dòng)快慢子系統(tǒng)的分解方法,得出倒立擺的快慢子系統(tǒng),根據(jù)不同的頻段