柔性倒立擺的控制方法研究.pdf

1、倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)高階的、非線性、強(qiáng)耦合的絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)，它是檢驗(yàn)各種新的控制理論與方法的一個(gè)有效的工具。
　　 本文以直線一級柔性倒立擺為研究對象，首先基于拉格朗日方程建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對其性能進(jìn)行了分析。其次分別應(yīng)用PD控制方法、模糊控制方法以及滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對直線一級柔性倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行了控制研究。具體方法如下：
　　 (1)設(shè)計(jì)了三回路PD控制器對直線一級柔性倒立擺系統(tǒng)的三個(gè)變量進(jìn)行了控制，并利用極點(diǎn)配置方

2、法整定控制器參數(shù)，最后將該控制算法運(yùn)用到實(shí)際的柔性倒立擺系統(tǒng)中，成功地穩(wěn)定住直線一級柔性倒立擺，實(shí)驗(yàn)證明PD控制器也能實(shí)現(xiàn)對非線性、多變量不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制。
　　 (2)針對直線一級柔性倒立擺系統(tǒng)多變量的特性，提出了基于融合函數(shù)的模糊控制器。具體過程是：利用最優(yōu)控制理論計(jì)算出使系統(tǒng)穩(wěn)定的反饋增益矩陣，由反饋增益矩陣構(gòu)造融合函數(shù)，由此減少了模糊控制器的輸入變量維數(shù)，解決了“規(guī)則爆炸”問題。MATLAB-SIMULINK仿真和實(shí)際實(shí)