環(huán)型二倒立擺lqr控制

《環(huán)型二倒立擺lqr控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、于洋·環(huán)型二級倒立擺LQR控制環(huán)型二級倒立擺LQR控制作者：系別：專業(yè)：學號：指導教師：日期：二零零六年五月二十日36于洋·環(huán)型二級倒立擺LQR控制摘要控制理論發(fā)展過程中,某一理論地正確性以及實際應用中可行性,往往需要一個按其理論所設(shè)計地控制器去控制一個典型對象來驗證其控制策略地效果.倒立擺就是這樣一個較為理想地實驗裝置.倒立擺本身是一個自然不穩(wěn)定體,在控制過程中能有效地反映控制中地許多問題.倒立擺地典型性在于:作為一個裝置,其成本低廉,結(jié)構(gòu)簡單,便于模擬,數(shù)字實現(xiàn)不同方式控制;作為被控對象,又相當復雜,是高階次、不穩(wěn)定、非線性、強耦合系統(tǒng),只有

2、采取行之有效地控制方法方能使之穩(wěn)定.本文在環(huán)型二級倒立擺系統(tǒng)進行數(shù)學建模地基礎(chǔ)上得出系統(tǒng)地狀態(tài)方程,應用線性二次型最優(yōu)控制策略,對環(huán)型二級倒立擺進行ＬＱＲ控制器地設(shè)計與ＭＡＴＬＡＢ仿真實驗,并給出了相應地實驗結(jié)果.關(guān)鍵詞:倒立擺；ＬＱＲ；最優(yōu)控制；狀態(tài)方程Abstract36于洋·環(huán)型二級倒立擺LQR控制Theinvertedpendulumisanidealequipment,whichenablesthepossibilitytovalidatethevalidityandthefeasibilityofsomecontroltheories

3、,Theinvertedpendulumisanaturalunstableequipmentandcaneffectivelyreflectsmanymattersinthecontrolprocess.Themodeloftheinvertedpendulumis:asanequipment,lowcost,simplemachinery,easytoperformallkindsofcontrolsinsimulationanddigital;asacontrolledobject,quitecomplex,highorders,insta

4、bility,non-linearity,strongcouplingsystem.Wecankeepitstablethroughsomecontrolmethod.Invertedpendulumsystemisacomplicated,nonlinear,unstablesystemofhighorder.Inthepaper,itisdiscussedhowtomodelthesystemofdoubleinvertedpendulumsbyusingdynamicsequationandthentottransformintoacont

5、rolproblemoflinearitiedsystem.TheoptimizedcontrollingpolicywithLQRcontrollerisestablishedontheMATLABplatform.Therelevantexperimentisalsoprovided.Keywords:LQR;invertedpendulum;optimalcontrol36于洋·環(huán)型二級倒立擺LQR控制目　錄１　概述　………………………………………………………………………………………………………………?。础　　　　　　　　。?１　當前國內(nèi)外

6、控制理論發(fā)展概述………………………………………………………………………?。怠。?２　倒立擺系統(tǒng)地歷史…………………………………………………………………………………………?。叮?３　倒立擺控制系統(tǒng)地發(fā)展動向………………………………………………………………………………　７１.４　現(xiàn)代控制在倒立擺系統(tǒng)穩(wěn)定控制中地應用………………………………………………………………?。梗?５對倒立擺系統(tǒng)研究地意義…………………………………………………………………………………?。保埃?６本文地主要工作………………………………………………………………………………………………

7、?。保保病…h(huán)型倒立擺系統(tǒng)數(shù)學模型地建立　……………………………………………………………………………?。保玻?１　環(huán)型倒立擺地特點　………………………………………………………………………………………　　１２２.２　Lagrange方程地特點　……………………………………………………………………………………１２２.３　狀態(tài)空間模型　……………………………………………………………………………………………１３２.４　環(huán)型二級倒立擺系統(tǒng)數(shù)學模型地建立　…………………………………………………………………１４３　線性二次型最優(yōu)控制器（LQR）地設(shè)計　……………

8、………………………………………………………２１３.１　線性二次型最優(yōu)控制理論　……………………………………………………………………………