旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(gè)角度對(duì)旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行了研究.第一,該文利用分析力學(xué)對(duì)n級(jí)旋轉(zhuǎn)式倒立擺進(jìn)行力學(xué)分析,得到其非線性數(shù)學(xué)模型.并基于其在倒立位置附近的線性化模型對(duì)旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行了定性分析,同時(shí)討論了一級(jí)旋轉(zhuǎn)式倒立擺的擺桿長(zhǎng)度對(duì)系統(tǒng)性能的影響.第二,針對(duì)現(xiàn)有的一級(jí)旋轉(zhuǎn)式倒立擺物理系統(tǒng),該文從系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)和控制算法這兩個(gè)角度對(duì)其進(jìn)行了深入的研究.其中軟件的實(shí)現(xiàn)主要

2、從三個(gè)方面展開:首先是針對(duì)原有軟件進(jìn)行了改進(jìn),增加了一系列功能,以便得到更友好的軟件平臺(tái);其次是對(duì)串行通信的程序重新設(shè)計(jì)以提高實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的可移植性,即使實(shí)驗(yàn)的操作平臺(tái)從Windows 98擴(kuò)展為Windows NT、Windows 2000等多個(gè)Windows操作系統(tǒng);最后針對(duì)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(jìn)行了校正.同時(shí)該文對(duì)倒立擺的各種控制算法進(jìn)行了深入的分析和比較,設(shè)計(jì)了合適的參變量模糊控制器和基于伸縮因