基于DSP兩輪移動(dòng)倒立擺小車(chē)在平衡控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、兩輪移動(dòng)倒立擺小車(chē)是一個(gè)多變量,非線性,強(qiáng)耦合系統(tǒng)。針對(duì)這類(lèi)系統(tǒng)的控制問(wèn)題是現(xiàn)代控制中的一個(gè)重要課題?；？刂朴捎谒惴ê?jiǎn)單,響應(yīng)快速,魯棒性好,易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)又重新受到了控制界的重視。
　　文中首先對(duì)兩輪倒立擺小車(chē)的機(jī)電以及傳感系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明,主要說(shuō)明了兩輪倒立擺小車(chē)的結(jié)構(gòu)、傾角儀(用于測(cè)量擺桿偏離垂直軸的角度的)、陀螺儀(用于測(cè)量車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的)、光電碼盤(pán)(用于測(cè)量小車(chē)的位移和速度的)、電源電路、中央控制器、無(wú)線傳

2、輸模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和濾波整形模塊,后來(lái)對(duì)兩輪倒立擺小車(chē)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行了闡述。
　　對(duì)于軟件部分,文中主要針對(duì)兩輪移動(dòng)倒立擺小車(chē),提出了幾種改進(jìn)的滑?？刂扑惴?主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)常規(guī)滑模控制算法抑制抖振的邊界層方法存在穩(wěn)態(tài)誤差的缺點(diǎn),考慮在常規(guī)滑膜面基礎(chǔ)上加一個(gè)跟蹤誤差的積分項(xiàng),設(shè)計(jì)了常規(guī)積分滑膜控制器。積分項(xiàng)的引入雖然可以減少穩(wěn)態(tài)誤差,補(bǔ)償模型的不確定性,但是在大的初始誤差條件下,大的超調(diào)和長(zhǎng)的調(diào)節(jié)時(shí)間會(huì)使系

3、統(tǒng)的暫態(tài)性能惡化甚至可能出現(xiàn)積分windup效應(yīng)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定,同時(shí)為了克服常規(guī)滑模控制在到達(dá)階段不具有魯棒性的缺點(diǎn),又設(shè)計(jì)了限定初始狀態(tài)非線性取代積分滑?？刂破?。
　　(2)因?yàn)樵诨瑒?dòng)超平面的設(shè)計(jì)中引入了非線性函數(shù),這樣構(gòu)造的Terminal滑模面就能使得滑模面上的跟蹤誤差在有限的時(shí)間內(nèi)收斂到零。同時(shí)也可以使得非線性系統(tǒng)的初始狀態(tài)在滑模面上,省去了滑?？刂频牡竭_(dá)階段。然后針對(duì)普通Terminal滑模面存在奇異點(diǎn)的不足,進(jìn)一