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單倒置擺控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電氣工程 |
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關(guān)鍵詞
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倒置板|狀態(tài)反饋 |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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50 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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494K |
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發(fā)布時間
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2011-06-08 19:39:00 |
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預(yù)覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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6 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)論文 單倒置擺控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計，正文共16頁，5067字，附英文翻譯。
摘要:倒置擺控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、不穩(wěn)定的、非線性系統(tǒng)，對倒置擺系統(tǒng)的研究能有效的反映控制中的許多典型問題，對單倒置擺，首先運用牛頓運動定律建立倒立擺系統(tǒng)的運動方程，以小車的位移，速度，擺桿與y軸正方向的夾角及擺角變化的速度作為四個狀態(tài)變量，進而求出系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述，建立數(shù)學(xué)模型。其次運用狀態(tài)反饋極點配置算法，由給定的控制要求求出狀態(tài)反饋增益矩陣，將極點配置在控制要求的位置，另外考慮到系統(tǒng)的某些狀態(tài)，如：小車速度和擺桿角速度不容易直接測量等，本文設(shè)計了全維狀態(tài)觀測器，對狀態(tài)變量進行了重構(gòu)并給出了利用Matlab仿真結(jié)果及分析。
關(guān)鍵詞：倒置板；狀態(tài)反饋；極點配置；狀態(tài)觀測器；
一 、引言
最初研究開始于二十世紀50年代，麻省理工學(xué)院（MIT）的控制論專家根據(jù)火箭發(fā)射助推器原理設(shè)計出一級倒立擺實驗設(shè)備。倒立擺系統(tǒng)穩(wěn)定效果非常明了，可以通過擺動角度、位移和穩(wěn)定時間直接度量、控制好壞一目了然。
近年來，控制理論不斷發(fā)展，在其領(lǐng)域取得了一定的成就,形成了多種控制方法。控制理論發(fā)展的過程中，某一理論的正確性及在實際應(yīng)用中的可行性需要一個按其理論設(shè)計的控制器去控制一個典型對象來驗證。倒立擺就是這樣一個被控制對象，倒立擺的種類不僅有簡單的單機倒立擺，而且有多種形式的倒置裝置，能有效地反映諸如可鎮(zhèn)定性、魯棒性、隨動性以及跟蹤等許多控制中的關(guān)鍵問題，是檢驗各種控制理論的理想模型。倒立擺系統(tǒng)作為一個實驗裝置，形象直觀，結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)件組成參數(shù)和形狀易于改變，成本低廉；作為一個被控對象，它又相當(dāng)復(fù)雜，就其本身而言，是一個高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性、強耦合系統(tǒng)，只有采取行之有效的控制方法方能使之穩(wěn)定。
倒立擺的研究具有重要的工程背景，對倒置系統(tǒng)的研究在理論上和方法論上都有深遠的意義，近年來，新的控制方法不斷出現(xiàn)，人們試圖通過倒立擺這樣一個典型的控制對象，檢驗新的控制方法是否有較強的處理多變量、非線性和絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)的能力，從而從中找出最優(yōu)秀的控制方法。 倒立擺的控制方法在軍工,航天和機器人領(lǐng)域有廣泛的用途,另外其控制方法和思路在處理一般工業(yè)過程中亦有廣泛的用途。機器人行走類似倒立擺系統(tǒng)，而機器人的關(guān)鍵技術(shù)至今仍未很好解決，倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定與空間飛行器控制和各類伺服平臺的穩(wěn)定有很大相似性，也是日常生活中所見到的任何重心在上、支點在下的控制問題的抽象。因此，倒立擺機理的研究具有重要的應(yīng)用價值，成為控制理論中很重要的研究課題。
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