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基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法
1
作者 樊新航 徐建军 +3 位作者 邰穗安 王怿瑾 刘俊生 董春 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1791-1809,共19页
旋转倒立摆系统是一种强耦合、欠驱动且具有强非线性特征的非最小相位系统,针对一阶旋转倒立摆系统存在的控制复杂性和不稳定性问题,提出了一种基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法。首先,对于一阶旋转倒立摆这一典型非线性欠... 旋转倒立摆系统是一种强耦合、欠驱动且具有强非线性特征的非最小相位系统,针对一阶旋转倒立摆系统存在的控制复杂性和不稳定性问题,提出了一种基于反馈线性化技术的旋转倒立摆复合控制方法。首先,对于一阶旋转倒立摆这一典型非线性欠驱动非最小相位系统,采用拉格朗日-欧拉法建立了其动力学方程及数学模型,并基于反馈线性化技术,实施了优化线性化处理;然后,采用反步法和参数估计法设计了无模型反步控制器,并引入了非线性阻尼和动态面控制方法,解决了高阶系统的微分爆炸和扰动敏感问题;最后,在不同负载和运动条件下,将该控制器与传统的比例积分微分(PID)控制器、线性二次型(LQR)控制器进行了对比仿真,并使用STM32单片机作为主控制器,搭建了实物实验平台并进行了验证。研究结果表明:该控制器在30°初始偏角下的稳摆控制达到稳定的时间为0.3 s,最大稳定偏角范围扩展至76.6°。该控制方法通过多模块协同作用,增强了对非线性系统的灵敏控制能力,较传统算法具有更强的鲁棒性和动态响应特性。 展开更多
关键词 反馈线性化 旋转倒立摆 动力学分析 反步法 无模型控制 控制 动态响应特性
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基于虚实结合的旋转倒立摆稳定控制设计
2
作者 王丹 冯阳 邓政杰 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第3期77-82,共6页
针对欠驱动旋转倒立摆稳定控制传统设计方法复杂、耗时且实施难度大等问题,提出一种虚实结合的设计方法。构建旋转倒立摆系统并确定其机械结构和控制方案。在虚拟环境中创建对应的数字模型,集成机械动力学、控制系统及可视化界面。通过... 针对欠驱动旋转倒立摆稳定控制传统设计方法复杂、耗时且实施难度大等问题,提出一种虚实结合的设计方法。构建旋转倒立摆系统并确定其机械结构和控制方案。在虚拟环境中创建对应的数字模型,集成机械动力学、控制系统及可视化界面。通过仿真设计高效稳定控制算法,并转换为可执行的C代码部署到实体系统。实验结果显示,该方法能缩短开发周期,降低设计难度,实现旋转倒立摆的稳定控制和抗干扰能力,为欠驱动系统的控制设计提供了新的思路和方法,对推动智能控制技术的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 虚实结合 旋转倒立摆 稳定控制系统 欠驱动 仿真
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事件触发机制下旋转倒立摆的漏斗跟踪控制
3
作者 段玉林 汪宇陆 +1 位作者 彭诗月 龙离军 《控制工程》 北大核心 2025年第5期788-796,共9页
为节约网络资源,提高复杂系统的控制性能,针对旋转倒立摆非线性系统模型,提出一种事件触发机制下的漏斗跟踪控制方案。首先,利用漏斗控制方法,构建与跟踪误差相关的归一化函数和障碍函数;其次,设计基于反步法的漏斗控制律;最后,设计事... 为节约网络资源,提高复杂系统的控制性能,针对旋转倒立摆非线性系统模型,提出一种事件触发机制下的漏斗跟踪控制方案。首先,利用漏斗控制方法,构建与跟踪误差相关的归一化函数和障碍函数;其次,设计基于反步法的漏斗控制律;最后,设计事件触发漏斗控制器,并提出一种新型事件触发机制,通过引入幂函数,设计与漏斗控制律的幂函数相关的触发阈值,在保证系统性能的情况下节约通信资源。理论分析表明:①闭环系统内所有信号都是有界的;②控制器能够保证倒立摆摆杆跟踪参考信号;③对于∀t≥0,跟踪误差一直在预设的性能漏斗内演化,且排除奇诺现象。最后,通过模拟仿真验证方案的实用性和有效性。 展开更多
关键词 漏斗控制 反步法 事件触发机制 旋转倒立摆 非线性系统 跟踪控制
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单级旋转倒立摆系统辨识与随动稳定控制方法研究 被引量:2
4
作者 周金阳 刘妙 雷昱 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2024年第2期66-71,77,共7页
针对单级旋转倒立摆系统参数辨识和随动稳定控制问题,首先建立倒立摆在不受外力控制,摆杆自然下垂的顺摆模型,基于顺摆模型采用快速傅里叶变换方法对系统参数进行辨识;然后推导顺摆模型与倒摆模型之间的关系,进一步得到倒立摆的倒摆模型... 针对单级旋转倒立摆系统参数辨识和随动稳定控制问题,首先建立倒立摆在不受外力控制,摆杆自然下垂的顺摆模型,基于顺摆模型采用快速傅里叶变换方法对系统参数进行辨识;然后推导顺摆模型与倒摆模型之间的关系,进一步得到倒立摆的倒摆模型;根据辨识出的倒摆模型,采用线性二次型控制器对其进行稳定控制,并进行了数值仿真与实物实验验证。研究结果表明,通过辨识得到的系统模型更加精确,对比直接测量参数得到的系统模型,控制效果更好,且能对随动输入指令进行更优的跟随。该方法可以有效避免量测误差,提高模型的准确性,为火炮随动稳定控制提供参考。 展开更多
关键词 单级旋转倒立摆 系统辨识 线性二次型 随动稳定控制 数值仿真
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基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制 被引量:20
5
作者 吴爱国 张小明 张钊 《中国工程科学》 2005年第10期11-15,共5页
介绍一种新型单级旋转倒立摆系统的构成,通过对其动力学特性的分析建立了基于Lagrange方程的数学模型。在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性和能观性进行了分析。利用线性二次型最优控制策略LQR方法设计了控制器,... 介绍一种新型单级旋转倒立摆系统的构成,通过对其动力学特性的分析建立了基于Lagrange方程的数学模型。在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性和能观性进行了分析。利用线性二次型最优控制策略LQR方法设计了控制器,并在仿真实验和实物实验中实现了倒立摆的平衡控制。实验表明,系统稳定性好、鲁棒性较强。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 LAGRANGE方程 最优控制策略LQR
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基于模糊控制的旋转倒立摆系统 被引量:4
6
作者 叶晓燕 傅保川 +2 位作者 王俭 仲嘉霖 杨西侠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期508-511,共4页
针对倒立摆系统的非线性、不稳定的控制问题,研究了旋转倒立摆系统的构成和数学模型,对旋转倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性分析,提出了一种新的基于模糊控制器进行控制的方法,建立了相应的控制规则,进行了实时控制和研究。实验结... 针对倒立摆系统的非线性、不稳定的控制问题,研究了旋转倒立摆系统的构成和数学模型,对旋转倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性分析,提出了一种新的基于模糊控制器进行控制的方法,建立了相应的控制规则,进行了实时控制和研究。实验结果表明,该系统具有鲁棒性、稳定性好和算法简单的特点,可以应用在实时性要求较高的场合。 展开更多
关键词 模糊控制 旋转倒立摆 非线性系统
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基于BVP算法的旋转倒立摆动自动起摆动控制 被引量:3
7
作者 于占东 王刚 王显峰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期46-50,共5页
针对旋转倒立摆自动起摆的控制问题,提出了基于BVP算法的自动起摆控制策略。该方法将倒立摆起摆控制问题转化成求解非线性方程的两点边值问题(Two-point BoundaryValue Problem BVP),构造了含参变量具有傅立叶级数形式的起摆力矩函数,... 针对旋转倒立摆自动起摆的控制问题,提出了基于BVP算法的自动起摆控制策略。该方法将倒立摆起摆控制问题转化成求解非线性方程的两点边值问题(Two-point BoundaryValue Problem BVP),构造了含参变量具有傅立叶级数形式的起摆力矩函数,将力矩函数代入倒立摆系统,利用Matlab工具箱中的bvp4c函数求解两点边值条件,获得起摆过程的起摆控制的时间序列。基于BVP算法的起摆控制的求解,本质上属于开环前馈控制。为了抑制参数摄动,进行了平衡点附近的稳摆控制设计。稳摆设计是针对系统模型不稳定性和非最小相位特性分别进行的。对起摆、稳摆及其切换过程进行了仿真和实验研究,验证了所提出的自动起摆控制策略的有效性。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 两点边值问题 控制 非最小相位
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ADRC-GPC算法在旋转倒立摆系统中的应用 被引量:2
8
作者 李俊芳 毕旺琪 +2 位作者 李毅 高强 陈增强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期165-168,共4页
自抗扰广义预测控制(ADRC-GPC)是一种由广义预测控制技术和自抗扰控制技术有机结合的新型控制算法。该算法首先利用扩张状态观测器(ESO)估计出系统的总扰动;其次,引入虚拟控制量以抵消该总扰动作用,使原被控对象系统转化为积分器串联型... 自抗扰广义预测控制(ADRC-GPC)是一种由广义预测控制技术和自抗扰控制技术有机结合的新型控制算法。该算法首先利用扩张状态观测器(ESO)估计出系统的总扰动;其次,引入虚拟控制量以抵消该总扰动作用,使原被控对象系统转化为积分器串联型系统;最后,利用GPC对新系统进行收敛控制。ADRC-GPC不仅可以有效避免传统GPC的在线计算量过大问题,还无须使用状态量的高阶信息,相比传统ADRC大大降低了调参难度。针对一级旋转倒立摆稳定控制问题中的强耦合、非线性等难点,设计了双通道ADRC-GPC融合控制器。仿真实验结果表明:ADRC-GPC控制器能够使一级旋转倒立摆系统达到控制目的,其对多变量非线性不稳定系统具有良好的控制性能。 展开更多
关键词 旋转倒立摆系统 扩张状态观测器 自抗扰控制 广义预测控制 自抗扰广义预测控制
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二级旋转倒立摆的逐级模糊实时控制 被引量:1
9
作者 高强 李毅 陈莎莎 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1474-1479,1527,共7页
文章根据柯尼希定理,应用拉格朗日方程,建立了二级旋转倒立摆系统的动力学方程,并计算出系统一般形式的状态方程组;应用基于T-S模糊模型,设计了按照上摆杆、下摆杆和旋转臂分级优先顺序的逐级模糊控制器,实现了对旋转倒立摆系统的实时... 文章根据柯尼希定理,应用拉格朗日方程,建立了二级旋转倒立摆系统的动力学方程,并计算出系统一般形式的状态方程组;应用基于T-S模糊模型,设计了按照上摆杆、下摆杆和旋转臂分级优先顺序的逐级模糊控制器,实现了对旋转倒立摆系统的实时控制。控制结果表明,逐级模糊控制可满足实时控制要求,具有控制精度高、稳定性好的特点。 展开更多
关键词 二级旋转倒立摆 T-S模型 逐级建模控制 柯尼希定理
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一阶旋转倒立摆输出反馈控制 被引量:10
10
作者 于树友 褚建新 王银敏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第3期165-170,199,共7页
通过Lagrange方程建立倒立摆系统的模型,在平衡点处对模型线性化;由于摆杆及旋转臂的角速度不可测量,研究了一阶旋转倒立摆在不稳定平衡点处的状态观测器设计问题;分别采用极点配置和线性二次型最优控制策略设计了平衡控制器;采用能量... 通过Lagrange方程建立倒立摆系统的模型,在平衡点处对模型线性化;由于摆杆及旋转臂的角速度不可测量,研究了一阶旋转倒立摆在不稳定平衡点处的状态观测器设计问题;分别采用极点配置和线性二次型最优控制策略设计了平衡控制器;采用能量控制策略设计了一阶旋转倒立摆的起摆控制器。采用Matlab/Simulink工具完成了仿真环节,并在实验中成功实现了对倒立摆的平衡控制和起摆控制,验证了平衡控制器和起摆控制器的有效性。该实验应用于自动控制相关课程教学,方便高效,具有较好的实验演示效果。 展开更多
关键词 一阶旋转倒立摆 观测器 平衡控制 控制 输出反馈
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基于模糊策略的单级旋转倒立摆控制 被引量:1
11
作者 陈奎 吴爱国 张小明 《实验室研究与探索》 CAS 2006年第3期297-299,342,共4页
单级旋转倒立摆系统是一种典型的非线性、不稳定的控制对象和广泛应用的物理模型。本文介绍了单级旋转倒立摆的构成以及系统结构,并设计了模糊控制器。以加拿大Quanser公司生产的旋转倒立摆系统为研究对象,进行了实验研究。实验结果表... 单级旋转倒立摆系统是一种典型的非线性、不稳定的控制对象和广泛应用的物理模型。本文介绍了单级旋转倒立摆的构成以及系统结构,并设计了模糊控制器。以加拿大Quanser公司生产的旋转倒立摆系统为研究对象,进行了实验研究。实验结果表明该模糊控制器在动态指标和稳态精度方面都有明显的优越性。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 模糊控制 非线性系统
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旋转倒立摆参数辨识与建模方法研究 被引量:1
12
作者 戴福全 张西康 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期113-117,共5页
旋转倒立摆是典型的高阶次、多变量和非线性的复杂系统,是控制理论研究和教学中的经典模型。准确的数学模型是研究和教学中使用旋转倒立摆的前提,然而,由于旋转倒立摆的复杂性通常难以建立和实际样机吻合的数学模型。利用Lagrange方程... 旋转倒立摆是典型的高阶次、多变量和非线性的复杂系统,是控制理论研究和教学中的经典模型。准确的数学模型是研究和教学中使用旋转倒立摆的前提,然而,由于旋转倒立摆的复杂性通常难以建立和实际样机吻合的数学模型。利用Lagrange方程建立旋转倒立摆系统的数学模型,再对实际样机进行参数辨识确定模型具体参数,建立旋转倒立摆准确的数学模型。该方法具体呈现了如何为实际机电系统建立准确的数学模型。在此基础上,利用MATLAB的S函数对模型进行了仿真,验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 LAGRANGE方程 参数辨识 S函数
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基于AVR单片机的旋转倒立摆设计
13
作者 胡晓芳 《现代电子技术》 2014年第14期135-137,共3页
对简易旋转倒立摆的各个模块做了相关介绍,对系统的实现方案和设计步骤进行描述。采用ATmega16单片机作为主控元件,以BTS7960模块作为驱动器,使用直流伺服电机作为驱动电机。采用增量式PID算法控制摆杆达到稳定,对摆杆所处位置的角度进... 对简易旋转倒立摆的各个模块做了相关介绍,对系统的实现方案和设计步骤进行描述。采用ATmega16单片机作为主控元件,以BTS7960模块作为驱动器,使用直流伺服电机作为驱动电机。采用增量式PID算法控制摆杆达到稳定,对摆杆所处位置的角度进行分段,然后采用分段PID算法进行控制,以使摆杆快速趋于稳定状态,得到良好的控制效果。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 ATMEGA16 BTS7970 伺服电机 PID算法
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基于微分平坦的旋转倒立摆双闭环抗扰PID控制 被引量:10
14
作者 程前 李赫然 +2 位作者 聂卓赟 邵辉 郑义民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期284-291,共8页
针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统,提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰PID控制方法。首先,建立倒立摆的非线性动力学模型,利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性;然后,结合微分平坦理论,设计倒立摆平坦输出... 针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统,提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰PID控制方法。首先,建立倒立摆的非线性动力学模型,利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性;然后,结合微分平坦理论,设计倒立摆平坦输出,重构系统平坦状态,并建立平坦状态与角度输出之间的转化关系,克服倒立摆的非最小相位影响;进一步,针对微分平坦系统,设计抗扰PID双闭环控制结构和带宽化调节方法,在主动抗扰机制下实现对摆杆角度与悬臂角度的精准控制;最后,通过仿真与实验,验证所提方法的有效性和实用性。所提方法为欠驱动系统提供了一种结构简单、抗扰能力强的控制方案。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 微分平坦 不稳定零动态 抗扰PID 欠驱动
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基于ESO的旋转倒立摆全局终端滑模控制(英文) 被引量:5
15
作者 刘薇 郝彬 王跃灵 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期106-111,共6页
旋转倒立摆系统具有非线性、多变量、非最小相位和欠驱动等特点,这些特点为该系统的控制设计提出了诸多挑战性的问题。针对旋转倒立摆系统提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的全局快速终端滑模控制器(ESO—GTSMC),保证旋转臂对... 旋转倒立摆系统具有非线性、多变量、非最小相位和欠驱动等特点,这些特点为该系统的控制设计提出了诸多挑战性的问题。针对旋转倒立摆系统提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的全局快速终端滑模控制器(ESO—GTSMC),保证旋转臂对期望轨迹的跟踪和摆杆在竖直方向的稳定。该控制器结合了滑模控制器系统鲁棒性好及设计简便的优点,运用快速终端滑模思想及全局动态滑模设计提高了系统的动态性能,同时利用扩张状态观测器来估计系统存在的实时外部干扰和内部参数不确定性并补偿给控制输入,提升了系统的抗干扰能力。仿真结果证明,所设计控制器的稳定性及动态性能优于传统的滑模控制器及最优控制器。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 全局终端滑模控制 扩张状态观测器 外部扰动
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基于差分进化算法的旋转倒立摆线性自抗扰控制 被引量:3
16
作者 史乐珍 王华 洪荣晶 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期89-95,111,共8页
为了提高旋转倒立摆系统的稳定控制性能,结合自抗扰控制器(ADRC)估计扰动并进行补偿的特点,提出一种带宽参数化的线性自抗扰控制方法(LADRC)。在倒立摆数学模型的基础上,采用线性扩张状态观测器(LESO)估计垂直摆杆角度,并以两个比例-微... 为了提高旋转倒立摆系统的稳定控制性能,结合自抗扰控制器(ADRC)估计扰动并进行补偿的特点,提出一种带宽参数化的线性自抗扰控制方法(LADRC)。在倒立摆数学模型的基础上,采用线性扩张状态观测器(LESO)估计垂直摆杆角度,并以两个比例-微分控制器(PD)分别设计水平连杆和垂直摆杆的控制率。为了克服自抗扰控制器参数难以整定的问题,结合参数自适应差分进化算法和带宽概念进行控制器参数的寻优。硬件在环仿真结果表明,相比于PD控制器和线性二次型最优控制器(LQR),所整定的线性自抗扰控制器作用的倒立摆系统具有更好的响应和抗扰动能力。 展开更多
关键词 差分进化(DE) 旋转倒立摆 比例积分微分 自抗扰控制
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旋转倒立摆串级PID低通滤波控制系统的设计 被引量:7
17
作者 张小明 王坤坤 于纪言 《现代电子技术》 北大核心 2020年第4期21-24,共4页
针对非线性、强耦合、多变量和欠驱动的旋转倒立摆不稳定系统,提出基于STM32的串级PID控制系统,在其中加入了一阶低通滤波用来降低位置控制环中的振荡。通过在Matlab的Simulink中搭建模型对其可行性进行验证,并结合共轭梯度法搜索最优PI... 针对非线性、强耦合、多变量和欠驱动的旋转倒立摆不稳定系统,提出基于STM32的串级PID控制系统,在其中加入了一阶低通滤波用来降低位置控制环中的振荡。通过在Matlab的Simulink中搭建模型对其可行性进行验证,并结合共轭梯度法搜索最优PID控制参数。试验结果表明加入一阶低通滤波的串级PID控制器较未加一阶低通滤波其响应时间快约15%,超调量降低约10%,稳态误差降低约30%,位置控制过程中振荡也得到明显改善。通过在搭建的倒立摆实物平台上进行试验进一步证实所提出的控制系统能够实现对倒立摆实时、快速和平稳的控制。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 串级PID 一阶低通滤波控制 控制系统设计 搭建模型 实验仿真
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基于扰动观测器的旋转倒立摆滑模控制 被引量:3
18
作者 尤哲夫 贺伟 李涛 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期281-287,共7页
该文针对旋转倒立摆中存在的匹配和不匹配不确定性扰动对系统的影响,提出了一种基于扰动观测器(DOB)的滑模控制(SMC)方法。通过设计一种基于扰动估计的滑模面,提出利用DOB的方法来抵消系统中的匹配与不匹配扰动,并利用李亚普诺夫稳定性... 该文针对旋转倒立摆中存在的匹配和不匹配不确定性扰动对系统的影响,提出了一种基于扰动观测器(DOB)的滑模控制(SMC)方法。通过设计一种基于扰动估计的滑模面,提出利用DOB的方法来抵消系统中的匹配与不匹配扰动,并利用李亚普诺夫稳定性定理证明所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性。借助MATLAB仿真软件和实验平台对系统进行仿真控制实验,与传统的比例-积分-微分(PID)控制方法进行比较。结果显示:当旋转倒立摆系统受到外加扰动时,基于DOB的SMC方法和PID控制方法都能使系统恢复平衡。在同等条件下,PID控制方法虽然让旋转倒立摆的摇杆在1.5 s左右恢复稳定,但摇杆已经偏离了原来的平衡位置,摆杆也出现了大幅度的晃动。在基于DOB的SMC方法作用下,旋转倒立摆的摇杆在经过1 s的小幅度转动后又稳定在了平衡位置,摆杆也在小幅度振荡后保持平衡。 展开更多
关键词 扰动观测器 旋转倒立摆 滑模控制 匹配扰动 不匹配扰动 李亚普诺夫稳定性定理 比例-积分-微分控制
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简易旋转倒立摆及控制装置的设计 被引量:1
19
作者 徐泽远 《安徽农业科学》 CAS 2014年第26期9216-9217,9254,共3页
[目的]设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。[方法]采用9S12XE单片机作为简易旋转倒立摆及控制装置的监测和控制系统的核心,采用L298驱动直流电机作为动力。通过编码器及最优控制策略LQR在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系... [目的]设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。[方法]采用9S12XE单片机作为简易旋转倒立摆及控制装置的监测和控制系统的核心,采用L298驱动直流电机作为动力。通过编码器及最优控制策略LQR在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性进行调试。[结果]应用Lagrange方程对试验采用的单级旋转倒立摆系统进行建模,获得了旋臂长度(r)、水平和竖直方向的角位移(Q)、摆杆质心与铰链距离(L)4者的最佳平衡点与动态方程;优化LQR控制器获得最优状态反馈增益矩阵;进行计算机编程,应用9s12XE单片机控制,并执行试验;结果表明旋转臂的转动频率趋近于摆杆的转周期则摆杆能到达正负155度以上,能很快地完成设计要求的基本动作,并且能迅速进入PID控制器调控范围,完成坚立状态。[结论]经误差分析表明该装置的稳定性良好,误差范围可控制在正负15度之内;调试结果证明,已实现了倒立摆的平衡控制。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 角度编码器
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旋转倒立摆虚拟仿真模型构建与验证 被引量:7
20
作者 任桢 林都 李静 《现代电子技术》 北大核心 2019年第6期60-64,共5页
为了解决旋转倒立摆在理论建模与工程应用之间存在偏差的问题,提出一种基于Matlab虚拟仿真与试验数据相结合的建模方法,并使用实物验证模型建立的有效性。通过Solidworks与Matlab连接得到倒立摆刚体模型,在SimMechan-ics内添加机电部分... 为了解决旋转倒立摆在理论建模与工程应用之间存在偏差的问题,提出一种基于Matlab虚拟仿真与试验数据相结合的建模方法,并使用实物验证模型建立的有效性。通过Solidworks与Matlab连接得到倒立摆刚体模型,在SimMechan-ics内添加机电部分,线性化得到系统在不稳定平衡点的理想模型。在实物试验基础上辨识系统参数,得到仿真模型。在模型基础上研究了倒立摆的起摆与稳摆算法。试验结果表明,虚拟仿真模型可以直观显示与记录系统变量变化情况,与实物结构对比,整体响应与实际倒立摆差距很小。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 刚体建模 虚拟仿真 SIMMECHANICS 系统辨识 试验验证
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