倒立擺系統(tǒng)的狀態(tài)空間極點配置控制設(shè)計-wenkub.com
2025-07-04 12:45 本頁面
【正文】 (2)狀態(tài)空間極點配置控制器既能實現(xiàn)對擺桿角度的控制，又能控制小車位移。圖4：直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點配置MATALAB SIMULINK仿真結(jié)果圖 圖5：直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點配置實時控制結(jié)果（施加干擾）在給倒立擺施加干擾后，系統(tǒng)的響應(yīng)如圖12所示，系統(tǒng)的穩(wěn)定時間在3s之內(nèi)，達到設(shè)計要求。選取調(diào)整時間ts=，阻尼比為ξ=，可得期望的閉環(huán)極點： u3，u4為一對主導(dǎo)極點，u1，u2距離閉環(huán)主導(dǎo)極點5倍，可忽略其對主導(dǎo)極點的影響。將上述系統(tǒng)參數(shù)代入可得系統(tǒng)實際模型。b：小車摩擦系數(shù)，；l：擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度。其中，N和P為小車與擺桿相互作用力的水平和垂直方向的分量?？刂破鞯脑O(shè)計是倒立擺系統(tǒng)的核心內(nèi)容，因為倒立擺是一個絕對不穩(wěn)定的系統(tǒng)，為使其保持穩(wěn)定并且可以承受一定的干擾，基于極點配置法給直線型一級倒立擺系統(tǒng)設(shè)計控制器1．?dāng)?shù)學(xué)模型的建立倒立擺系統(tǒng)其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng)，實驗建模存在著一定的困難。利用牛頓—歐拉方法建立直線型一級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在分析的基礎(chǔ)上，基于狀態(tài)反饋控制中極點配置法對直線型倒立擺系統(tǒng)設(shè)計控制器。在忽略掉一些次要的因素之后，倒立擺系統(tǒng)就是一典型的運動的剛體系統(tǒng)，可以在慣性坐標(biāo)系中應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論建立系統(tǒng)動力學(xué)方程。 圖2：小車和擺桿受力分析圖應(yīng)用牛頓方法來建立系統(tǒng)的動力學(xué)方
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