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《基于lmi的單級倒立擺魯棒控制器設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書題目名稱：基于LMI的單級倒立擺魯棒控制器設(shè)計學(xué)院：機械工程學(xué)院專業(yè)年級：機械設(shè)計制造及其自動化11級姓名：梁鉅鋒班級學(xué)號：機設(shè)11-02-04指導(dǎo)教師：張澤健二○一五年六月三日北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要倒立擺控制系統(tǒng)是一個多變量、高階次、非線性和強耦合的典型不穩(wěn)定控制系統(tǒng)，它的各項參數(shù)具有不確定性，同時還受到不確定因素的干擾。倒立擺是各界學(xué)者公認的典型教學(xué)和科研設(shè)備，也是控制理論教學(xué)中具有代表性的被控對象。通過對倒立擺控制系統(tǒng)的研究可以有效解決控制環(huán)節(jié)中的理論問題，也是實現(xiàn)理論通往實踐的橋梁。本文首
2、先簡單介紹倒立擺控制系統(tǒng)的實驗設(shè)備，了解其性能控制的理論、方法和研究過程；利用牛頓—歐拉方法對倒立擺系統(tǒng)進行建模，得出一個非線性的數(shù)學(xué)模型；在平衡點附近提出假設(shè)，對模型做了線性化處理；然后，利用LMI方法（線性矩陣不等式法）設(shè)計了狀態(tài)反饋控制器，給出系統(tǒng)具有性能的線性矩陣不等式的條件，并用倒立擺系統(tǒng)實例及其仿真來驗證設(shè)計方法的有效性和優(yōu)越性。用SolidWorks軟件做了三維建模；完成了模型的ADAMS建模和動力學(xué)仿真，得到了擺桿速度、小車位移和小車加速度的函數(shù)圖像，并輸出了仿真動畫。淺談控制器增益在加法式攝動下的非脆弱魯棒控制問題；基于LMI理論（線性矩陣不
3、等式法），提出了非脆弱魯棒控制器存在的充分條件，利用Matlab中的LMI工具箱求解了控制器的特征值。在設(shè)計狀態(tài)反饋控制器時，本文采用求解Riccati方程的方法。由于對廣義被控對象來說，評價指標的確定就成為系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，因此本文綜合考慮各方面問題，結(jié)合實際情況，在理論分析和仿真過程中反復(fù)驗證，得出了比較合理的參數(shù)，保證了設(shè)計狀態(tài)反饋控制器的合理及有效性。關(guān)鍵詞：控制；倒立擺；狀態(tài)反饋；ADAMS仿真；LMI方法。AbstractThecontrolofinvertedpendulumsystemisamultivariable,high-order,non
4、linearand北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文strongcouplingoftypicalunstablecontrolsystemanditsparameterswithuncertainty,butalsobytheuncertainfactorsofinterference.Theinvertedpendulumisatypicalteachingandresearchequipmentrecognizedbyscholarsfromallwalksoflife,anditisalsotherepresentativeobjectofthecontrolint
5、heteachingofcontroltheory..Theresearchonthecontrolsystemoftheinvertedpendulumcaneffectivelysolvethetheoreticalproblemsinthecontrollink,andalsothebridgetoachievethetheorytopractice.firstly,thispapersimplyintroducedtheinvertedpendulumcontrolsystemexperimentalequipmentandunderstandthep
6、erformanceofcontroltheory,methodandresearchprocess;modelingoftheinvertedpendulumsystembyNewtonEulermethod,getanonlinearmathematicalmodel;inthevicinityoftheequilibriumpointhypothesis,thelinearizationofthemodel;then,usingLMI(linearmatrixinequalitymethod)todesignthestatefeedbackcontrol
7、ler,givesthesystemwithperformanceintermsoflinearmatrixinequalityconditionsandinvertedpendulumsystemasanexampleandsimulationtoverifytheeffectivenessandsuperiorityofthedesignmethod.SolidWorkssoftwareisusedtodo3Dmodeling;modelbyAdamsdynamicsmodelingandsimulation,thependulumrodspeed,the
8、displacementoftheca
