多功能垂直式雙支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)型倒立擺控制研究.pdf

1、在多種控制理論與方法的研究和應(yīng)用中，特別是在工程實(shí)踐中，存在一種可行性的試驗(yàn)問(wèn)題，即：將其理論與方法得到有效的檢驗(yàn)。倒立擺模型的控制可以為此提供一個(gè)從控制理論通往實(shí)踐的橋梁。此系統(tǒng)可以對(duì)多種控制理論進(jìn)行驗(yàn)證，分析控制理論的可控性，穩(wěn)定性等性能指標(biāo)。因?yàn)榈沽[是一個(gè)典型快速、多變量、嚴(yán)重自不穩(wěn)定、非線性的高階系統(tǒng)，因而成為學(xué)習(xí)與研究現(xiàn)代控制理論最為合適的實(shí)驗(yàn)裝置之一。它的仿真或?qū)嵨锟刂茖?shí)驗(yàn)是控制領(lǐng)域中用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)撤N控制理論或方法的典型方案。

2、 作為一個(gè)高階、非線性不穩(wěn)定系統(tǒng)，倒立擺的穩(wěn)定控制相當(dāng)困難。本文對(duì)它的機(jī)械部分、電路部分、控制方法等方面進(jìn)行了分析討論。在第一章中，簡(jiǎn)要的介紹一下有關(guān)本文所論述的倒立擺系統(tǒng)現(xiàn)狀、控制理論在現(xiàn)階段的應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r，且介紹了倒立擺控制理論的歷史背景。在第二章中，根據(jù)倒立擺的系統(tǒng)及經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，從倒立擺系統(tǒng)的機(jī)械部分：指步進(jìn)電機(jī)的功率的計(jì)算及型號(hào)的選擇，同時(shí)也要選擇其相匹配驅(qū)動(dòng)器；過(guò)渡軸的強(qiáng)度計(jì)算；齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)等入手，展開(kāi)各部分的詳細(xì)設(shè)

3、計(jì)。電氣設(shè)計(jì)包括對(duì)主要芯片的介紹及主要電氣元件的參數(shù)及型號(hào)選擇，而且對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。第四章，對(duì)整個(gè)倒立擺進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到倒立擺的數(shù)學(xué)形式后，再對(duì)系統(tǒng)在數(shù)學(xué)上進(jìn)行可控制性分析，證明該系統(tǒng)可控性及可觀測(cè)性。在第五章，先是根據(jù) T-S 模型模糊控制理論的控制原理，根據(jù)所劃分的模型子空間計(jì)算每個(gè)子系統(tǒng)的局部反饋增益矩陣，利用解模糊方法，得到理想的控制輸出，實(shí)現(xiàn)了倒擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 然后，利用 Matlab 中的 Simulink