直线二级倒立摆控制仿真与试验.doc

直线二级倒立摆控制仿真与试验


1.34万字 46页 原创作品，已通过查重系统

摘要
倒立摆控制系统是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合的非线性系统，是进行许多控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。通过对倒立摆系统的研究，一方面，能够十分有效的研究控制中的许多典型问题：如随动问题、镇定问题、鲁棒性问题、非线性问题等；另一方面，可以通过对对倒立摆系统的控制，检验新的控制策略是否有较强的处理系统不稳定或非线性问题的能力。
本文以直线二级倒立摆为研究对象，分别应用线性二次最优控制LQR理论和模糊控制理论设计控制器对二级倒立摆进行控制，并应用MATLAB中的Simulink工具箱进行仿真。
主要研究工作如下：
1.利用拉格朗日方程建立了直线二级倒立摆系统的数学模型，并对其进行了定性分析，证明了直线二级倒立摆系统是状态完全能控且能观测的不稳定的系统。
2.分别采用线性二次最优控制LQR控制理论和模糊控制理论设计控制器对系统进行控制。
3.在Simulink下建立系统的结构模型并进行仿真，观察控制器对系统的控制效果，并对仿真结果进行分析。



关键词：二级倒立摆 线性二次最优控制 模糊控制 Simulink