環(huán)型二級(jí)倒立擺LQR控制

全文26頁 約14000字 論述翔實(shí)

摘要：控制理論發(fā)展過程中，某一理論的正確性以及實(shí)際應(yīng)用中可行性，往往需要一個(gè)按其理論所設(shè)計(jì)的控制器去控制一個(gè)典型對(duì)象來驗(yàn)證其控制策略的效果。倒立擺就是這樣一個(gè)較為理想的實(shí)驗(yàn)裝置。倒立擺本身是一個(gè)自然不穩(wěn)定體，在控制過程中能有效地反映控制中的許多問題。倒立擺的典型性在于:作為一個(gè)裝置，其成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于模擬，數(shù)字實(shí)現(xiàn)不同方式控制;作為被控對(duì)象，又相當(dāng)復(fù)雜，是高階次、不穩(wěn)定、非線性、強(qiáng)禍合系統(tǒng)，只有采取行之有效的控制方法方能使之穩(wěn)定。
本文在環(huán)型二級(jí)倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上得出系統(tǒng)的狀態(tài)方程, 應(yīng)用線性二次型最優(yōu)控制策略, 對(duì)環(huán)型二級(jí)倒立擺進(jìn)行ＬＱＲ控制器的設(shè)計(jì)與ＭＡＴＬＡＢ仿真實(shí)驗(yàn)，并給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：倒立擺，LQR，最優(yōu)控制，狀態(tài)方程

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