單級倒立擺的起擺與穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計.doc


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單級倒立擺的起擺與穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計,13299字 40頁 原創(chuàng)作品,已通過查重系統(tǒng) 摘要 倒立擺是機(jī)器人技術(shù)、計算機(jī)控制以及控制理論多個領(lǐng)域、幾種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,其被控系統(tǒng)本身又是一個多變量、高階次、絕對不穩(wěn)定、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),可以當(dāng)作一個典型的控制對象進(jìn)行研究。 倒立擺的起擺控制問題因為輸入、輸出關(guān)系的非線性特點許...


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單級倒立擺的起擺與穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計
13299字 40頁 原創(chuàng)作品,已通過查重系統(tǒng)
摘 要
倒立擺是機(jī)器人技術(shù)、計算機(jī)控制以及控制理論多個領(lǐng)域、幾種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,其被控系統(tǒng)本身又是一個多變量、高階次、絕對不穩(wěn)定、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),可以當(dāng)作一個典型的控制對象進(jìn)行研究。
倒立擺的起擺控制問題因為輸入、輸出關(guān)系的非線性特點許多經(jīng)典的線性控制理論都不適用,而現(xiàn)今研究出來比較成功的起擺方法有擬人控制起擺、能量控制起擺等。實驗室中普遍應(yīng)用固高公司的倒立擺器件,固高實控系統(tǒng)中倒立擺起擺算法為能量起擺,該算法中能量初始數(shù)值的設(shè)定以及實時更新、起擺與穩(wěn)擺之間切換條件的設(shè)置都可以影響倒立擺的起擺是否成功以及穩(wěn)擺階段系統(tǒng)的性能,研究發(fā)現(xiàn),該算法中存在部分問題從而導(dǎo)致倒立擺系統(tǒng)擺桿起擺失敗。本文是針對固高能量起擺控制方法中出現(xiàn)的偶爾撞墻現(xiàn)象以及起擺不成功的問題的,提出一種修改算法,對固高的起擺算法進(jìn)行優(yōu)化,并實現(xiàn)了單級倒立擺系統(tǒng)的快速起擺。討論了切換條件對倒立擺起擺的影響,在經(jīng)過大量實驗,算出切換條件的閾值,研究出當(dāng)擺桿角度超過該范圍時,倒立擺無法通過切換裝置達(dá)到穩(wěn)擺階段。并最終給定一個合適的切換數(shù)值,使倒立擺從起擺階段到平穩(wěn)切換到穩(wěn)擺階段并實現(xiàn)快速穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:單級倒立擺;能量控制;起擺;優(yōu)化算法;LQR;切換條件
13299字 40頁 原創(chuàng)作品,已通過查重系統(tǒng)
摘 要
倒立擺是機(jī)器人技術(shù)、計算機(jī)控制以及控制理論多個領(lǐng)域、幾種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,其被控系統(tǒng)本身又是一個多變量、高階次、絕對不穩(wěn)定、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),可以當(dāng)作一個典型的控制對象進(jìn)行研究。
倒立擺的起擺控制問題因為輸入、輸出關(guān)系的非線性特點許多經(jīng)典的線性控制理論都不適用,而現(xiàn)今研究出來比較成功的起擺方法有擬人控制起擺、能量控制起擺等。實驗室中普遍應(yīng)用固高公司的倒立擺器件,固高實控系統(tǒng)中倒立擺起擺算法為能量起擺,該算法中能量初始數(shù)值的設(shè)定以及實時更新、起擺與穩(wěn)擺之間切換條件的設(shè)置都可以影響倒立擺的起擺是否成功以及穩(wěn)擺階段系統(tǒng)的性能,研究發(fā)現(xiàn),該算法中存在部分問題從而導(dǎo)致倒立擺系統(tǒng)擺桿起擺失敗。本文是針對固高能量起擺控制方法中出現(xiàn)的偶爾撞墻現(xiàn)象以及起擺不成功的問題的,提出一種修改算法,對固高的起擺算法進(jìn)行優(yōu)化,并實現(xiàn)了單級倒立擺系統(tǒng)的快速起擺。討論了切換條件對倒立擺起擺的影響,在經(jīng)過大量實驗,算出切換條件的閾值,研究出當(dāng)擺桿角度超過該范圍時,倒立擺無法通過切換裝置達(dá)到穩(wěn)擺階段。并最終給定一個合適的切換數(shù)值,使倒立擺從起擺階段到平穩(wěn)切換到穩(wěn)擺階段并實現(xiàn)快速穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:單級倒立擺;能量控制;起擺;優(yōu)化算法;LQR;切換條件