基于視頻采集的旋轉(zhuǎn)倒立擺Terminal滑?？刂蒲芯?pdf

1、倒立擺系統(tǒng)作為典型的被控對(duì)象,它是一個(gè)非線性、高階次、快速、變量多、不穩(wěn)定的被控系統(tǒng)。其通常是在控制理論發(fā)展過(guò)程中用來(lái)檢驗(yàn)新興控制理論的正確性,還可以驗(yàn)證在社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活中的可行性。實(shí)際中,選取一個(gè)恰當(dāng)?shù)目刂品椒☉?yīng)用到倒立擺系統(tǒng)中,看此方法能否使系統(tǒng)穩(wěn)定,檢驗(yàn)選取的控制方法對(duì)被控對(duì)象非線性、不穩(wěn)定性和快速性的處理效果。通過(guò)對(duì)倒立擺系統(tǒng)的研究,不僅僅能夠解決可鎮(zhèn)定性、魯棒性、跟蹤性能等系統(tǒng)性能問(wèn)題,而且還能涉及到力學(xué),電學(xué)和數(shù)學(xué)這些基

2、礎(chǔ)學(xué)科。因此,倒立擺的控制問(wèn)題成為具有極大挑戰(zhàn)性和普遍性的課題,受到世界各國(guó)控制領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的重視。另外,傳統(tǒng)倒立擺均是采用電位器來(lái)得到擺桿的角度信息,也很少有人對(duì)這方面進(jìn)行其他深入地研究。鑒于此,本文通過(guò)對(duì)前人所做工作的總結(jié),并利用攝像頭采集倒立擺擺桿角度信息,進(jìn)行了下面的研究:
　　本文對(duì)旋轉(zhuǎn)倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行了深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)倒立擺系統(tǒng)的工作原理利用Lagrange方程理論建立了數(shù)學(xué)模型,并在平衡點(diǎn)附近進(jìn)行了線性化。然

3、后給出了倒立擺系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述,并利用現(xiàn)代控制理論對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定性、能控性以及能觀性的分析。本文對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了基于終端滑模控制的研究。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的切換面函數(shù)和終端滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)了對(duì)倒立擺的穩(wěn)擺控制,并對(duì)倒立擺系統(tǒng)基于終端滑模控制的穩(wěn)擺控制進(jìn)行了仿真,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用終端滑?？刂频挠行?。本文還采取了適當(dāng)?shù)拇胧┯脕?lái)削弱抖振,仿真結(jié)果表明抖振現(xiàn)象得到明顯削弱。本文還研究了用OV7620數(shù)字?jǐn)z像頭替代電位器以獲取擺桿角度信息。詳細(xì)研究了O