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《試析二級(jí)倒立擺自抗擾控制算法的研究與應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文二級(jí)倒立擺自抗擾控制算法的研究與應(yīng)用姓名：李紅文申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：王海英20090601哈爾濱理T大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文二級(jí)倒立擺自抗擾控制算法的研究與應(yīng)用摘要倒立擺系統(tǒng)屬于多變量、非線性、不穩(wěn)定、強(qiáng)耦合的快速系統(tǒng)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)其控制較為困難，因此多年來(lái)對(duì)它的研究受到控制學(xué)界的普遍重視。對(duì)倒立擺的研究可歸結(jié)為對(duì)多變量非線性系統(tǒng)的研究，因此其控制方法和思路對(duì)處理一般工業(yè)過程也具有指導(dǎo)意義。二級(jí)倒立擺在鎮(zhèn)定后，如果受到擾動(dòng)后擺桿易于傾倒，系統(tǒng)失控，即系統(tǒng)具
2、有擾能力不佳的弱點(diǎn)。本文的研究重點(diǎn)是尋找適當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ岣咂涫芸胤€(wěn)定后的系統(tǒng)的自抗擾能力。具體表現(xiàn)在：控制算法使得系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，擺桿偏轉(zhuǎn)角度小，系統(tǒng)回復(fù)到平衡狀態(tài)時(shí)間短，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小。本文推導(dǎo)了二級(jí)倒立擺狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行必要的分析和驗(yàn)證，采用了極點(diǎn)配置算法，LQR算法，LQY算法，LQR加權(quán)矩陣遺傳尋優(yōu)算法，模糊控制算法，融合函數(shù)模糊控制等算法，針對(duì)二級(jí)倒立擺進(jìn)行了控制研究。針對(duì)每種算法的研究，研究中采用算法數(shù)學(xué)描述，MATLAB軟件仿真，Simulink離線仿真，參數(shù)調(diào)整或算法優(yōu)化，實(shí)物控制驗(yàn)
3、證，各種算法比較并得出結(jié)論一一這樣的研究方案和寫作思路，尋找到較為理想的控制算法。本文在具體研究過程中采取的主要措施有：1．通過仿真與實(shí)驗(yàn)歸納出LQR算法中Q矩陣及其中元素的選取原則，以表格形式體現(xiàn)，這不僅對(duì)實(shí)物控制具有指導(dǎo)意義，而且使實(shí)物系統(tǒng)的抗擾能力得到提高。。2．將遺傳算法引入到Q矩陣的參數(shù)尋優(yōu)當(dāng)中，經(jīng)過此優(yōu)化策略后提高了LQR算法的自抗擾能力指標(biāo)。3．通過仿真與實(shí)驗(yàn)歸納出模糊控制中量化因子和比例因子的選取，研究了其對(duì)系統(tǒng)性能的影響，進(jìn)而有利于提高模糊控制算法的自抗擾指標(biāo)。通過對(duì)環(huán)形二級(jí)倒立擺和直線二級(jí)倒立
4、擺的具體研究，最終找到適當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ杭椿谶z傳算法尋優(yōu)的融合函數(shù)模糊控制算法，達(dá)到了預(yù)定的目的，在實(shí)物控制上，該算法比他人的控制算法在系統(tǒng)自抗擾能力指標(biāo)上有明顯提高。哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文關(guān)鍵詞二級(jí)倒立擺；LQR；融合函數(shù)模糊控制；自抗擾-Ⅱ-哈爾濱理工大學(xué)T學(xué)碩士學(xué)位論文AppliedResearchonActiveDisturbanceRejectionofDoubleInvertedPendulumSystemAbstractInvertedpendulumaremultivariable，non
5、linear,unstable，strongcouplingofthefastsystem，thesefeaturesleadtotheachievementofitscontrolmoredifficult，SOitsresearchundercontrolhasgeneralimportancetoscholarstheseyears．StudyoftheinvertedpendulumCallbeattributedtothemulti—variablenonlinearsystem，itscontrolm
6、ethodsandideasfordealingwithindustrialprocessesingeneralalsohasguidingsignificance．Inthestabilizationofdoubleinvertedpendulum，iftherehasadisturbontheswingrod，itwilldump，thesystemisoutofcontr01．thatis，thecapacityimmunityofthesystemareweaknesses．Thisstudyfocuse
7、donfindinganappropriatecontrolalgorithmtoimproveitsstabilitycontrolsystemaftertheactivedisturbancerejectionability．Itspecificallymanifestedin：thecentrelalgorithmmakesthesystembythedisturbance，theswingrodangleissmall，thesystemreturntoequilibriumtimeisshort，the
8、systemsteady-stateerrorissmall．Inthispaper,adoubleinvertedpendulumisderivedmathematicalmodelofthestatespace，andcarryoutthenecessaryanalysisandvalidatedusingthepoleplacementalgorithm，LQRal
