直線倒立擺的模糊與滑模變結(jié)構(gòu)控制算法研究.pdf

1、科學技術(shù)的迅速發(fā)展，對自動控制的精度、速度、范圍及適應(yīng)能力的要求日益提高，推動了自動控制理論和技術(shù)的發(fā)展，從而形成了各種新的控制理論與方法。直線倒立擺作為控制理論研究的理想實驗平臺，檢驗了控制方法的正確性和可行性，并且在此基礎(chǔ)上對相應(yīng)的控制方法提出了改進。本文以單級和二級直線倒立擺為被控對象，進行了控制理論和方法的研究，具體內(nèi)容如下：
　　首先，用牛頓力學方法和拉格朗日方法分別建立了單級和二級倒立擺的數(shù)學模型，在平衡點附近進行線性

2、化處理，推導出單級與二級倒立擺系統(tǒng)的狀態(tài)方程，并且就各自的能控性、能觀性和穩(wěn)定性進行了分析。
　　其次，設(shè)計了基于最優(yōu)（LQR）控制理論、模糊控制理論、滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的單級與二級倒立擺控制器。在模糊控制器設(shè)計中應(yīng)用融合函數(shù)對控制器維數(shù)進行了降階處理，改善了控制器的性能。在滑模變結(jié)構(gòu)控制中分別應(yīng)用最終滑動模態(tài)控制方法、等效滑?？刂品椒?、趨近律滑模控制方法進行控制器設(shè)計。對等效控制方法用飽和函數(shù)法和繼電函數(shù)法進行了改進，對趨近律方