倒立擺的h∞控制-文獻綜述-wenkub.com
2025-08-02 01:48 本頁面
【正文】 因此，本文就建立單級倒立擺的數(shù)學(xué)模型，然后在一定限定條件下對這個數(shù)學(xué)模型進行線性化，然后用線性理論控制方法來對單級倒立擺進行控制，本文擬采用LMI控制方法，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程，運用MATLAB軟件對系統(tǒng)進行仿真控制，添加跟蹤信號觀察研究結(jié)果，調(diào)整參數(shù)使獲得滿意的性能指標。這就是說，滿足穩(wěn)定極點配置的狀態(tài)反饋陣很多，而能使倒立擺穩(wěn)定豎立的狀態(tài)反饋陣只有很少的一個范圍，這個范圍要花大量的時間去尋找。因此，它使得識別和控制更具有挑戰(zhàn)性[1618]。自從現(xiàn)代控制理論可以穩(wěn)定的控制倒立擺的特性后，倒立擺系統(tǒng)就被應(yīng)用于控制工程中了。其基本思想是: 隨著時間的更替, 只有最適合的物種才能得以進化[13]。另外，還有其他的控制方法用于倒立擺的控制。模糊控制理論應(yīng)用于倒立擺的最新研究成果是北京師范大學(xué)數(shù)學(xué)系李洪興教授領(lǐng)導(dǎo)的科研隊伍里有變論域自適應(yīng)模糊控制理論實現(xiàn)了對四級倒立擺的穩(wěn)定控制[11]。對著模糊控制理論的發(fā)展，以及將模糊控制理論應(yīng)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。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(xué)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。目前，國內(nèi)各高?；旧隙疾捎孟愀酃谈吖竞图幽么?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(shù)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。其中，My有限公司和東京工業(yè)大學(xué)、東京電機大學(xué)合作，利用謀劃控制器，實現(xiàn)對倒立擺系統(tǒng)的起擺和穩(wěn)定控制；日本慶應(yīng)大學(xué)將對倒立擺起擺和穩(wěn)定控制的研究成果應(yīng)用到雙足機器人的控制上；神奈川技術(shù)學(xué)院將擺的研究成果應(yīng)用與輪椅性能的改善。北京航空航天大學(xué)采用擬人智能控制方法實現(xiàn)了三級倒立擺的穩(wěn)定控制。例如，將以及倒立擺的研究衍化為對航空航天領(lǐng)域中火箭發(fā)射助推器的研究；將二級倒立擺與雙足機器人的行走控制聯(lián)系起來。倒立擺的種類有很多，按其形式可分為：懸掛式倒立擺、平行式倒立擺、環(huán)形倒立擺、直線倒立擺、平面倒立擺和復(fù)合式倒立擺；按級數(shù)可分為: 一級、二級、三級、四級、多級等；按其運動軌道可分為：水平式、傾斜式；按控制電機又可分為：單電機和多級電機[2]。在那時，麻省理工學(xué)院（MIT）的控制論專家根據(jù)火箭發(fā)射助推器原理設(shè)計處一級倒立擺實驗設(shè)備?？刂评碚撛诋?dāng)前的工程技術(shù)界，主要是如何面向工程實際、面向工程應(yīng)用的問題。本文為建立倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)研究模型，在熟悉線性系統(tǒng)的基本理論和非線性系統(tǒng)線性化的基本方法的基礎(chǔ)上確定研究的系統(tǒng)方
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