倒立擺的h∞控制-文獻綜述(編輯修改稿)
2024-09-01 01:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輪椅性能的改善。而韓國忠南大學和臺灣國立大學都曾經(jīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)對倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。美國、波蘭、加拿大、意大利也有研究機構(gòu)對這類問題進行研究[10]，只是不像亞洲地區(qū)如此集中。近年來，雖然各種新型倒立擺不斷問世，但是可自主研發(fā)并生產(chǎn)倒立擺裝置的廠家卻并不多。目前，國內(nèi)各高校基本上都采用香港固高公司和加拿大 Quanser 公司生產(chǎn)的系統(tǒng)；其它一些生產(chǎn)廠家還包括(韓國)奧格斯科技發(fā)展有限公司( FT24820 型倒立擺)、保定航空技術實業(yè)有限公司；最近，鄭州微納科技有限公司的微納科技直線電機倒立擺的研制取得了成功。（3）單級倒立擺控制方法的發(fā)展趨勢在穩(wěn)定性控制問題上，倒立擺既具有普遍性又具有典型性。倒立擺系統(tǒng)作為一個控制裝置，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，便于模擬和數(shù)字實現(xiàn)多種不同的控制方法，作為一個被控對象，它是一個高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性、強耦合的快速系統(tǒng)，只有采用行之有效的控制策略，才能使其保持穩(wěn)定兵器人可以承受一定的干擾。早在上個世紀60年代，國外有學者對倒立擺系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究，討論了多級倒立擺的穩(wěn)定控制，提出了bangbang的穩(wěn)定控制。在60年代后期，作為一個典型的不穩(wěn)定、嚴重非線性證例，控制理論界提出了倒立擺的概念，并用其檢驗控制方法對不穩(wěn)定、非線性和快速性系統(tǒng)的控制能力，受到世界各國許多科學家的重視，從而用不同的控制方法控制不同類型的倒立擺，成為具有挑戰(zhàn)性的課題之一。從上世紀70年代初期開始，用狀態(tài)反饋理論對不同類型倒立擺的控制問題成了當時的一個研究熱點，并且在很多方面取得了比較免疫的效果。但是由于狀態(tài)反饋控制依賴于線性化的數(shù)學模型，因此對于一般地工業(yè)過程尤其是數(shù)學模型變化的或不清晰的非線性控制對象無能為力。這種狀況從上世紀80年代后期開始有了很大的變化。對著模糊控制理論的發(fā)展，以及將模糊控制理論應用于倒立擺系統(tǒng)的控制，對非線性問題的處理有了很大的改進。將模糊理論應用于倒立擺的控制，其目的是為了檢驗模糊理論對快速、絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)的適應能力。在這一階段，利用模糊理論用于控制單級倒立擺取得了很大的成功。針對模糊控制器隨著輸入量的增多，控制的規(guī)則數(shù)隨之成指數(shù)增加，進而使模糊控制器的實際異常復雜，執(zhí)行時間大大增長的問題，對倒立擺采用雙閉環(huán)模糊控制方案控制單級倒立擺，很好地解決了這個問題。模糊控制理論應用于倒立擺的最新研究成果是北京師范大學數(shù)學系李洪興教授領導的科研隊伍里有變論域自適應模糊控制理論實現(xiàn)了對四級倒立擺的穩(wěn)定控制[11]。神經(jīng)網(wǎng)絡控制倒立擺的研究，從上世紀90年代開始有了快速的發(fā)展。早在1963年，Widrow和Smith就開始將神經(jīng)網(wǎng)絡用于單級倒立擺小車的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡控制倒立擺是以自學習為基礎，用一種全行的概念進行信息處理，顯示出了巨
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