基于廣義通用模型控制器的倒立擺串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、    基于廣義通用模型控制器的倒立擺串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    郭丙君【摘 要】在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控，應(yīng)用串級(jí)控制設(shè)計(jì)方法，首先推導(dǎo)出相應(yīng)的模型，應(yīng)用廣義通用模型控制器的設(shè)計(jì)方法對(duì)于內(nèi)環(huán)及外環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將被控對(duì)象的模型嵌入到控制器中，應(yīng)用主導(dǎo)極點(diǎn)的思想對(duì)于控制器參數(shù)進(jìn)行選擇，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制系統(tǒng)具有良好的性能?！娟P(guān)鍵詞】倒立擺；控制系統(tǒng)0 前言倒立擺是一種典型的快速、多變量、非線性、 絕對(duì)不穩(wěn)定系統(tǒng)。人們?cè)噲D尋找不同的控制方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)倒立擺的控制，以便檢驗(yàn)或說(shuō)明該方法對(duì)嚴(yán)重非線性和絕對(duì)不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制能力。目前，已經(jīng)報(bào)道了多種先進(jìn)

2、的控制方案如最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、智能控制等在倒立擺平臺(tái)上成功應(yīng)用1。但是比較少有報(bào)道在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控。3 仿真實(shí)驗(yàn)根據(jù)上節(jié)設(shè)計(jì)的控制器參數(shù)及被控對(duì)象的模型，在matlab/simulink中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。圖3可以看出系統(tǒng)大約在10s就穩(wěn)定了，小車位置就穩(wěn)定在0，控制效果良好。4 結(jié)論通過(guò)應(yīng)用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)一級(jí)倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行控制，在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控的，分別應(yīng)用廣義通用模型控制器對(duì)內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，仿真結(jié)果表明該控制方案可以達(dá)到良好的控制效果?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1朱文凱，袁桂嫦，朱學(xué)峰.倒立擺的 pid 與 lqr 控制算法的對(duì)比研究j.廣東自動(dòng)化與信息工程，2006（2）.2固高科技有限公司.倒立擺與自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)m.深圳：固高科技有限公司，2005.3楊平，徐春梅，曾婧婧，蔣式勤，彭道剛.pid控制在倒立擺實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用j.計(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化），2006，22（7-1）：83-85.4bingjun guo， jinshou yu， generalized common model controlj.can. j. of chemical eng