基于微分平坦的旋转倒立摆双闭环抗扰PID控制

摘要：

针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统,提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰PID控制方法.首先,建立倒立摆的非线性动力学模型,利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性;然后,结合微分平坦理论,设计倒立摆平坦输出,重构系统平坦状态,并建立平坦状态与角度输出之间的转化关系,克服倒立摆的非最小相位影响;进一步,针对微分平坦系统,设计抗扰PID双闭环控制结构和带宽化调节方法,在主动抗扰机制下实现对摆杆角度与悬臂角度的精准控制;最后,通过仿真与实验,验证所提方法的有效性和实用性.所提方法为欠驱动系统提供了一种结构简单、抗扰能力强的控制方案.

关键词：旋转倒立摆、微分平坦、不稳定零动态、抗扰PID、欠驱动

所属期刊栏目：43

分类号：TP13;TH701(自动化基础理论)

资助基金：福建省自然科学基金项目;福建省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：284-291