嵌入式組合控制直線一級倒立擺系統(tǒng)
倒立擺是日常生活中許多重心在上、支點(diǎn)在下的控制問題的抽象模型,本身是一種自然不穩(wěn)定體,它在控制過程中能有效地反映控制中許多抽象而關(guān)鍵的問題,如系統(tǒng)的非線性、可控性、魯棒性等問題。對倒立擺系統(tǒng)的控制就是
為了對一級倒立擺這個(gè)非線形、強(qiáng)耦合、多變量和自然不穩(wěn)定系統(tǒng)的平衡性進(jìn)行有效地控制,首先利用lagrange方程對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,設(shè)計(jì)了LQR控制器對其進(jìn)行穩(wěn)定性控制,并利用遺傳算法優(yōu)化加權(quán)矩陣,得出了比較理想的控制參數(shù),最后利用Matlab對控制結(jié)果進(jìn)行了仿真和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LQR控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和較好的控制效果。
針對多輸入多輸出的倒立擺系統(tǒng)平衡控制,利用牛頓一歐拉方法建立了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,采用狀態(tài)反饋控制中極點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)了用于直線型一級倒立擺系統(tǒng)的控制器。通過采用MATIAB仿真及其對實(shí)際系統(tǒng)的調(diào)試驗(yàn)證,表明了該控制器的設(shè)計(jì)是合理的。