直線二級(jí)倒立擺控制仿真與試驗(yàn)


1.34萬字 46頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要
倒立擺控制系統(tǒng)是一個(gè)絕對(duì)不穩(wěn)定、高階次、多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，是進(jìn)行許多控制理論教學(xué)及開展各種控制實(shí)驗(yàn)的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過對(duì)倒立擺系統(tǒng)的研究，一方面，能夠十分有效的研究控制中的許多典型問題：如隨動(dòng)問題、鎮(zhèn)定問題、魯棒性問題、非線性問題等；另一方面，可以通過對(duì)對(duì)倒立擺系統(tǒng)的控制，檢驗(yàn)新的控制策略是否有較強(qiáng)的處理系統(tǒng)不穩(wěn)定或非線性問題的能力。
本文以直線二級(jí)倒立擺為研究對(duì)象，分別應(yīng)用線性二次最優(yōu)控制LQR理論和模糊控制理論設(shè)計(jì)控制器對(duì)二級(jí)倒立擺進(jìn)行控制，并應(yīng)用MATLAB中的Simulink工具箱進(jìn)行仿真。
主要研究工作如下：
1.利用拉格朗日方程建立了直線二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行了定性分析，證明了直線二級(jí)倒立擺系統(tǒng)是狀態(tài)完全能控且能觀測(cè)的不穩(wěn)定的系統(tǒng)。
2.分別采用線性二次最優(yōu)控制LQR控制理論和模糊控制理論設(shè)計(jì)控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
3.在Simulink下建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行仿真，觀察控制器對(duì)系統(tǒng)的控制效果，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。



關(guān)鍵詞：二級(jí)倒立擺 線性二次最優(yōu)控制 模糊控制 Simulink