基于DSP兩輪移動倒立擺小車在平衡控制中的應用研究.pdf

1、兩輪移動倒立擺小車是一個多變量,非線性,強耦合系統(tǒng)。針對這類系統(tǒng)的控制問題是現(xiàn)代控制中的一個重要課題?；？刂朴捎谒惴ê唵?響應快速,魯棒性好,易于工程實現(xiàn)等優(yōu)點,近年來又重新受到了控制界的重視。
　　文中首先對兩輪倒立擺小車的機電以及傳感系統(tǒng)進行了說明,主要說明了兩輪倒立擺小車的結(jié)構(gòu)、傾角儀(用于測量擺桿偏離垂直軸的角度的)、陀螺儀(用于測量車輪轉(zhuǎn)動角速度的)、光電碼盤(用于測量小車的位移和速度的)、電源電路、中央控制器、無線傳

2、輸模塊、電機驅(qū)動和濾波整形模塊,后來對兩輪倒立擺小車的軟件系統(tǒng)進行了闡述。
　　對于軟件部分,文中主要針對兩輪移動倒立擺小車,提出了幾種改進的滑?？刂扑惴?主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對常規(guī)滑?？刂扑惴ㄒ种贫墩竦倪吔鐚臃椒ù嬖诜€(wěn)態(tài)誤差的缺點,考慮在常規(guī)滑膜面基礎上加一個跟蹤誤差的積分項,設計了常規(guī)積分滑膜控制器。積分項的引入雖然可以減少穩(wěn)態(tài)誤差,補償模型的不確定性,但是在大的初始誤差條件下,大的超調(diào)和長的調(diào)節(jié)時間會使系

3、統(tǒng)的暫態(tài)性能惡化甚至可能出現(xiàn)積分windup效應導致整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定,同時為了克服常規(guī)滑?？刂圃诘竭_階段不具有魯棒性的缺點,又設計了限定初始狀態(tài)非線性取代積分滑?？刂破?。
　　(2)因為在滑動超平面的設計中引入了非線性函數(shù),這樣構(gòu)造的Terminal滑模面就能使得滑模面上的跟蹤誤差在有限的時間內(nèi)收斂到零。同時也可以使得非線性系統(tǒng)的初始狀態(tài)在滑模面上,省去了滑?？刂频牡竭_階段。然后針對普通Terminal滑模面存在奇異點的不足,進一