三级倒立摆的自动摆起与稳定控制

摘要：

采用非线性逆系统轨迹控制实现三级倒立摆的自动摆起,并设计了变增益LQR控制器将其稳定在竖直倒立位置.首先,三级倒立摆从静止下垂状态摆起到竖直倒立位置的过程,从数学角度看是一个两点边值问题,通过求解该两点边值问题获得摆起的标称轨迹,利用逆系统方法设计前馈控制,同时结合增益调度反馈控制使摆起过程稳定;其次,在稳定控制阶段,采用基于逐点线性化的变增益LQR控制器,实现倒立摆的稳定控制.仿真实验验证了本方案的有效性.

关键词：三级倒立摆、逆系统前馈控制、两点边值问题、增益调度反馈控制、变增益LQR

所属期刊栏目：28

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20090041110003;国家自然科学基金资助项目60774049,60834004;国家"973"计划资助项目2009CB320602

在线出版日期：2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：37-45