非線性系統(tǒng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)及其在倒立擺控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、在實(shí)際工程中,非線性現(xiàn)象是普遍存在的,隨著非線性控制理論的發(fā)展,非線性控制系統(tǒng)的研究已經(jīng)得出了不少結(jié)論.在非線性控制中,當(dāng)控制所需狀態(tài)反饋量無(wú)法通過直接測(cè)量得到,或者難于得到時(shí),就需要重構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài),因此非線性觀測(cè)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用一直是非線性控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).倒立擺系統(tǒng)是典型的非線性、強(qiáng)耦合、多變量和自然不穩(wěn)定的系統(tǒng).在控制過程中,它能有效地反映諸如可鎮(zhèn)定性、魯棒性、隨動(dòng)性以及跟蹤等許多控制中的關(guān)鍵問題,是檢驗(yàn)各種控制理論的理想模型.圍

2、繞這一系統(tǒng),進(jìn)行了反饋線性化控制及基于非線性觀測(cè)器的穩(wěn)定設(shè)計(jì).圍繞倒立擺這一系統(tǒng),本文首先介紹了一、二、三級(jí)倒立擺的結(jié)構(gòu)以及通用數(shù)學(xué)及仿真模型,分析了倒立擺實(shí)際系統(tǒng)中的非線性因素.在第三章中使用反饋線性化實(shí)現(xiàn)了對(duì)倒立擺的控制,接下來的第四章給出了非線性觀測(cè)器目前的發(fā)展?fàn)顩r,就目前較為成熟的幾種非線性觀測(cè)器技術(shù),給出了仿真范例及仿真結(jié)果的分析比較,并給出了一級(jí)倒立擺的基于線性觀測(cè)器和非線性觀測(cè)器的比較結(jié)果和二級(jí)倒立擺的基于觀測(cè)器的滑模控制