郭丙君

【摘 要】在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車(chē)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。

【關(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)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(chē)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(chē)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(chē)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。

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