基于快速起摆的Furuta摆切换控制系统

针对由一个驱动臂和一个未驱动摆杆组成的欠驱动Furuta摆系统,设计了实现其稳定的切换控制系统.控制任务是将未驱动摆杆稳定在上方不稳定平衡点的同时,将驱动臂控制到零点,分为两部分:首先基于部分反馈线性化技术设计一个饱和的状态反馈控制器,将摆杆快速控制到上方不稳定平衡点附近;然后切换到一个线性的全状态反馈控制器,实现系统的稳定控制.仿真实验验证了控制器的有效性.

基于能量和LQR的Furuta摆系统控制研究及仿真

针对由驱动臂和一个未驱动摆杆组成的欠驱动Furuta摆系统,设计了基于能量的起摆控制器和LQR状态跟随器.控制任务是将未驱动摆杆稳定在上方不稳定点的同时,使驱动臂稳定.首先对Furuta摆进行基于能量的起摆控制,然后根据能量的多少切换至稳摆控制.仿真结果表明:基于能量的起摆控制与LQR控制相结合,稳定性好,起摆成功率高.将程序移植并用上位机显示运行结果,数据表明了控制算法的合理性和有效性.

一类连续模糊动态系统控制方法在Furuta摆中的应用

为了研究 Furuta 摆在倒立点附近的稳定控制问题,采用基于 T-S 模糊模型的一类连续模糊动态系统控制方法,首次进行 Furuta 摆的模糊状态空间建模,并采用模糊切换的思想,设计了 Furuta 摆在倒立点附近的稳定控制器,进而分析了系统稳定性。与已有的方法相比,该方法的优点是稳定区域大、调节时间短。数字仿真结果验证了方法的有效性。

欠驱动Furuta摆的摇起与平衡控制

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。该系统具有很强的非线性,对于这类系统的研究有助于非线性控制理论的发展。针对欠驱动Furuta摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器。运用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,利用LQR方法设计平衡控制器。两个控制器通过切换实现控制转换。最后通过仿真实验验证了控制器的可行性。