旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)的設(shè)計與算法研究.pdf

1、倒立擺概念自首次提出以來,其控制一直是控制領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域經(jīng)久不衰的研究課題.該文從三個角度對旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)進行了研究.第一,該文利用分析力學對n級旋轉(zhuǎn)式倒立擺進行力學分析,得到其非線性數(shù)學模型.并基于其在倒立位置附近的線性化模型對旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)進行了定性分析,同時討論了一級旋轉(zhuǎn)式倒立擺的擺桿長度對系統(tǒng)性能的影響.第二,針對現(xiàn)有的一級旋轉(zhuǎn)式倒立擺物理系統(tǒng),該文從系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)和控制算法這兩個角度對其進行了深入的研究.其中軟件的實現(xiàn)主要

2、從三個方面展開:首先是針對原有軟件進行了改進,增加了一系列功能,以便得到更友好的軟件平臺;其次是對串行通信的程序重新設(shè)計以提高實驗系統(tǒng)軟件的可移植性,即使實驗的操作平臺從Windows 98擴展為Windows NT、Windows 2000等多個Windows操作系統(tǒng);最后針對倒立擺物理系統(tǒng)的零位偏移現(xiàn)象,該文采用軟件和算法的手段進行了校正.同時該文對倒立擺的各種控制算法進行了深入的分析和比較,設(shè)計了合適的參變量模糊控制器和基于伸縮因