基于極點配置的倒立擺控制器設(shè)計.pdf

1、論文論述了倒立擺系統(tǒng)研究的背景、意義和國內(nèi)外研究倒立擺系統(tǒng)的現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢，討論了倒立擺系統(tǒng)的各種控制方法，用分析力學(xué)中的牛頓力學(xué)方法建立了一級倒立擺數(shù)學(xué)模型，然后用Lagrange方程建立了二級倒立擺數(shù)學(xué)模型，最后給出了牛頓力學(xué)和Lagrange方程方法的不同。針對倒立擺控制系統(tǒng)，對其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計，給出了線性系統(tǒng)的能控性和能觀性判據(jù)和狀態(tài)反饋問題的形式，并分別給出了單輸入多輸出和多輸入多輸出系統(tǒng)控制器的設(shè)計

2、方法，對一級和二級倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析與研究?；诂F(xiàn)代控制理論中的極點配置理論，分別設(shè)計完成了一級和二級倒立擺的控制器，進(jìn)行了一級倒立擺、二級倒立擺的仿真實驗與研究，并且進(jìn)行了一級倒立擺和二級倒立擺的實物控制實驗，在一級倒立擺的控制的仿真實驗中，小車和擺的位移曲線最后都收斂于零位置，在實物實驗中，擺桿最后穩(wěn)定在±1°的范圍內(nèi)，小車穩(wěn)定在-2～+10cm的范圍內(nèi)，在二級倒立擺的控制的仿真實驗中，整個系統(tǒng)是在一個小范圍內(nèi)動態(tài)穩(wěn)定的。