基于廣義通用模型控制器的倒立擺串級控制系統(tǒng)設(shè)計

郭丙君

【摘 要】在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控，應(yīng)用串級控制設(shè)計方法，首先推導(dǎo)出相應(yīng)的模型，應(yīng)用廣義通用模型控制器的設(shè)計方法對于內(nèi)環(huán)及外環(huán)進(jìn)行設(shè)計，將被控對象的模型嵌入到控制器中，應(yīng)用主導(dǎo)極點的思想對于控制器參數(shù)進(jìn)行選擇，仿真結(jié)果驗證了控制系統(tǒng)具有良好的性能。

【關(guān)鍵詞】倒立擺；控制系統(tǒng)

0 前言

倒立擺是一種典型的快速、多變量、非線性、 絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)。人們試圖尋找不同的控制方法以實現(xiàn)對倒立擺的控制，以便檢驗或說明該方法對嚴(yán)重非線性和絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制能力。

目前，已經(jīng)報道了多種先進(jìn)的控制方案如最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、智能控制等在倒立擺平臺上成功應(yīng)用[1]。但是比較少有報道在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控。

3 仿真實驗

根據(jù)上節(jié)設(shè)計的控制器參數(shù)及被控對象的模型，在MATLAB/SIMULINK中進(jìn)行了仿真實驗，仿真實驗結(jié)果如圖3所示。圖3可以看出系統(tǒng)大約在10s就穩(wěn)定了，小車位置就穩(wěn)定在0，控制效果良好。

4 結(jié)論

通過應(yīng)用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法對一級倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行控制，在保證倒立擺擺桿不倒的條件下，使小車位置可控的，分別應(yīng)用廣義通用模型控制器對內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器進(jìn)行設(shè)計，仿真結(jié)果表明該控制方案可以達(dá)到良好的控制效果。

【參考文獻(xiàn)】

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