倒立擺基本原理-閱讀頁
2025-07-14 09:55本頁面
【正文】 把實際參數(shù)帶入可得系統(tǒng)的實際模型為：三 倒立擺的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀：
早在20世紀(jì)60年代，人們就開始了對倒立擺系統(tǒng)的研究。到了20世紀(jì)60年代后期，倒立擺作為一個典型不穩(wěn)定、非線性的例證被提出【1】。
倒立擺的種類很多，有懸掛式倒立擺、平行倒立擺、環(huán)形倒立擺、平面倒立擺；倒立擺的級數(shù)可以是一級、二級、三級、四級乃至多級；倒立擺的運動軌道可以是水平的，還可以是傾斜的(這對實際機(jī)器人的步行穩(wěn)定控制研究更有意義)； 控制電機(jī)可以是單電機(jī)，也可以是多級電機(jī)。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)倒立擺裝置的廠家并不多。
倒立擺的研究具有重要的工程背景：
(1) 機(jī)器人的站立與行走類似雙倒立擺系統(tǒng)，盡管第一臺機(jī)器人在美國問世至今已有三十年的歷史，機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)——機(jī)器人的行走控制至今仍未能很好解決。
(3) 通信衛(wèi)星在預(yù)先計算好的軌道和確定的位置上運行的同時，要保持其穩(wěn)定的姿態(tài)，使衛(wèi)星天線一直指向地球，使它的太陽能電池板一直指向太陽。
(5) 為防止單級火箭在拐彎時斷裂而誕生的柔性火箭(多級火箭)， 其飛行姿態(tài)的控制也可以用多級倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行研究。
魯棒控制【6】是自動控制領(lǐng)域 20 世紀(jì)末最重要的研究結(jié)果之一。
魯棒控制算法在倒立擺中的應(yīng)用，盡管這方面的研究工作還沒有充分展開，但從已有的一些研究成果不難推斷出，魯棒控制方法是解決倒立擺這一對象非線性、復(fù)雜性和不確定性的一種工具。倒立擺是一個驗證理論的正確性及實際應(yīng)用中的可行性的典型對象。
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倒立擺控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、不穩(wěn)定的、非線性系統(tǒng)，是進(jìn)行控制理論教學(xué)及開展各種控制實驗的理想實驗平臺。通過對倒立擺的控制，用來檢驗新的控制方法是否有較強(qiáng)的處理非線性和不穩(wěn)定性問題的能力。
對倒立擺這樣的一個典型被控對象進(jìn)行研究，無論在理論上和方法上都具有重要意義。各種控制理論和方法都可以在這里得以充分實踐，并且可以促成相互間的有機(jī)結(jié)合
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