繩系體穩(wěn)定性及控制研究.pdf

1、繩系體系統(tǒng)在水下拖拽、繩系衛(wèi)星、工業(yè)吊裝等系統(tǒng)中比比皆是,繩系體系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定性的研究具有重要意義。
　　 本文運(yùn)用Lagrange方程建立了繩系體系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)方程?；谛[角假設(shè),將系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程在平衡位置附近線性化,研究了系統(tǒng)的面內(nèi)和面外控制的穩(wěn)定性。采用LQR控制方法,設(shè)計(jì)線性二次型最優(yōu)控制律分別作用于系統(tǒng)的變幅運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。數(shù)值仿真表明,線性二次型最優(yōu)控制律對(duì)系統(tǒng)的面內(nèi)和面外運(yùn)動(dòng)

2、均具有良好的控制效果。采用面內(nèi)(變幅)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置,用數(shù)字化的控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)做實(shí)時(shí)控制,驗(yàn)證最優(yōu)控制方法,實(shí)驗(yàn)獲得了預(yù)期的控制效果。
　　 針對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的非理想受控的現(xiàn)象,對(duì)線性化系統(tǒng)進(jìn)行魯棒控制分析.在線性化的系統(tǒng)基礎(chǔ)上,針對(duì)面內(nèi)系統(tǒng),考慮擺球質(zhì)量、摩擦力和角度測(cè)量的不確定性,并對(duì)系統(tǒng)輸出和作動(dòng)器控制力做出評(píng)價(jià)分析,設(shè)計(jì)了μ控制器。利用實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)魯棒控制方法進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)控制器的性能進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的μ控制器