倒立擺系統(tǒng)是研究控制理論的一種典型實驗裝置，具有成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單物理參數(shù)和結(jié)構(gòu)易于調(diào)整的優(yōu)點，是一個具有高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性和強耦合特性的不穩(wěn)定系統(tǒng)。在控制過程中，它能有效地反映諸如穩(wěn)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。迄今人們己經(jīng)利用經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論以及各種智能控制理論實現(xiàn)了多種倒立擺系統(tǒng)的控制穩(wěn)定倒立擺系統(tǒng)的最初研究開始于二十世紀五十年代，麻省理工大學(xué)電機工程系設(shè)計出單級倒立擺系統(tǒng)這個實驗設(shè)備。后來在此基礎(chǔ)上，人們又進行拓展，產(chǎn)生了各式各樣的倒立擺：有懸掛式倒立擺、平行倒立擺、環(huán)形倒立擺、平面倒立擺倒立擺的級數(shù)有一級、二級、三級、四級乃至多級：倒立擺的運動軌道可以是水平的，也可以是傾斜的：倒立擺系統(tǒng)已成為控制領(lǐng)域中不可或缺的研究設(shè)備和驗證各種控制策略有效性的實驗平臺。同時倒立擺研究也具有重要的工程背景：如機器人的站立與行走類似雙倒立擺系統(tǒng)：火箭等飛行器的飛行過程中，其姿態(tài)的調(diào)整類似于倒立擺的平衡。由于倒立擺系統(tǒng)與雙足機器人、火箭飛行控制有很大相似性，因此對倒立擺控制機理的研究具有重要的理論和實踐意義。而就這兩方面而言，從目前的研究情況來看，大部分研究成果又都集中在第面即倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制的研究早在上個世紀五十年代，國外就開始了倒立擺的研究，我國學(xué)者也從80年代初開始倒立擺系統(tǒng)的研究。1966年 Schaefer和 Cannon應(yīng)用bang-bang控制理論，將一個曲軸穩(wěn)定于倒置位置，實現(xiàn)了單級倒立擺的穩(wěn)定控制，在60年代后期，作為一個典型的不穩(wěn)定嚴重非線性證例，倒立擺的概念被提出，并將其用于檢驗控制方法對不穩(wěn)定、非線性和快速性系統(tǒng)的控制能力，受到世界各國許多科學(xué)家的重視，尋找不同的控制方法實現(xiàn)對倒立擺的控制。目前，倒立擺的控制方法可分如下幾類
標簽：
倒立擺
模糊PID控制器
上傳時間：
2022-04-05
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