倒立擺的奇異攝動分頻控制.pdf

1、近年來,控制理論進入了飛速發(fā)展的階段,而倒立擺系統(tǒng)是研究控制理論的實驗平臺,研究倒立擺系統(tǒng)不僅有很強的理論意義,同時具有深遠的實踐意義。在工程的應(yīng)用中,對建模的要求由于實際系統(tǒng)的更加精確要求而變得越來越高,特別是小的時間常數(shù)、慣量、電容或電導等一些小參數(shù)攝動也受到了廣泛的關(guān)注。解決該問題的一種有效方法正是奇異攝動方法,該方法廣泛應(yīng)用于機器人、航天飛行器等的控制器設(shè)計。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、常類似于奇異攝動系統(tǒng)特點。本文在倒立擺的一般線性化模型基礎(chǔ)上,建立了其奇異攝動系統(tǒng),并做了如下工作:
　　 1)分析倒立擺模型的機理特點,通過頻域分析,建立倒立擺系統(tǒng)的奇異攝動模型,并對其進行能觀、能控性分析。
　　 2)應(yīng)用H∞控制方法對一級和二級倒立擺一般線性化模型和奇異攝動模型分別進行控制器的設(shè)計和仿真,并進行仿真結(jié)果的比較。
　　 3)用奇異攝動快慢子系統(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