三级倒立摆系统基于滑模的鲁棒控制

倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备 .利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究 .由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性 ,传统的状态反馈控制方法很难达到预期的控制效果 ,这种方法不但可以达到所期望的性能要求 ,同时使得倒立摆系统从初始时刻开始就运行在滑模面上 ,从而使系统具有较强的鲁棒性 .仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性 .

三级倒立摆系统模糊控制器设计及仿真

提出了一种借助于系统的线性化模型设计三级倒立摆系统模糊控制器的方法。这种方法将线性系统理论与模糊控制技术相结合,将单一的复杂控制策略转化为多级控制策略嵌套,大大简化了三级倒立摆系统模糊控制器的设计步骤。仿真结果表明,该方法是可行性的。

三级倒立摆系统的可控性与可观性分析

研究了由单电机控制的三级倒立摆系统的可控性和可观性．通过对单电机控制的三级倒立摆系统建立数学模型，并在平衡位置附近线性化，得到线性数学模型．然后根据可控性和可观性判据。

三级倒立摆系统最优摆杆长度组合选取的研究

基于系统能控矩阵特征根距离原点的位置反映系统能控性大小的原理,提出一种通过计算系统能控矩阵最小模特征根来确定三级倒立摆最优摆长组合的方法。通过对不同摆长组合所构成的三级倒立摆系统在相同控制策略下的控制系统的仿真实验性能的对比,验证了在综合考虑系统位移量以及控制量大小的情况下,根据所提出的方法设计出的三级倒立摆系统的摆杆长度组合是最优的,并使用该方法得到了一定范围内三级倒立摆的最优摆长比值与固定摆杆的不同长度之间的对应关系。

三级倒立摆的LQR方法优化参数控制

倒立摆是智能控制的理想对象。使用拉格朗日方程建立三级倒立摆系统的非线性数学模型,在平衡点处对其线性化,利用LQR(Linear Quadratic Regulator)最优控制理论,导出控制规律。通过对三级倒立摆一系列稳定摆动和加扰实验仿真曲线的分析,明确了加权矩阵Q中各权系数对系统稳定性控制的重要性,由此来优化权系数的选择。实验表明,系统显示出较好的鲁棒性和动态性能。

三级倒立摆的LQG最优控制应用研究

针对三级倒立摆的强耦合不稳定性,应用线性二次型高斯最优控制的方法,设计LQG控制器,对其进行Matlab仿真研究,仿真结果表明,设计的控制器能很好的对倒立摆进行稳定控制,且具有较好的抑制噪声和抗干扰能力。