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1、直线一级倒立摆系统建模及控制策略研究直线一级倒立摆系统建模及控制策略研究摘要倒立摆系统是一个典型的高阶次，不稳定，多变量，非线形和强耦合控制系统。它不仅仅是一种优秀的教学实验仪器，同时也是进行控制理论研究的理想实验平台。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，从而可以加深对所学课程的理解。本文介绍了倒立摆系统的构成和一些关于它的控制方法,例如：PID控制、模糊神经网络控制、拟人控制、频率响应、状态空间极点配置
2、法等。采用牛顿－欧拉方法对倒立摆系统进行建模，应用根轨迹法对系统的控制器进行设计。运用MATLAB程序分析了系统的性能包括稳定性、可控性和可观性。并且应用MATLAB软件对倒立摆系统进行调试和仿真，从而成功的实现了对一级倒立摆系统的稳定控制。关键词：倒立摆，根轨迹法，控制理论，非线性控制，不稳定系统1直线一级倒立摆系统建模及控制策略研究ABSTRACTInvertedpendulumsystemisatypicalhigh-ordertime,unstable,manyvariables,itisnotthelineshapeands
3、trongcouplingcontrolsystem.Itisnotonelyakindofoutstandingteachinglaboratoryapparatus,andintheidealexperimentplatformwhichcontrolsthetheoreticalresearchtooatthesametime.Alotofabstractcontroltheoryconceptsaresuchasstabilityofthesystem,controllabilityandsystemanti-interfer
4、enceability,etc.,canlikesystematicexperimentocularshowingthroughtheInvertedpendulum,verifythecontroltheoryandalgorithmlearntthroughputtingthesystematicexperimentintheInvertedpendulum,itisocular,simpleandconvenientvery,thusstrengthenedtheunderstandingtocoursesstudied.Thi
5、stexthasintroducedsystemformingandsomecontrolmethodsaboutit,forexample:PIDiscontrolled,fuzzyneuralnetworkcontrol,personificationcontrol,frequencyisresponded,thelimitofstatespacedisposelaw,etc..AdoptNewton-Eulermethodwavetohandstandsystemcarryonmodeling,userootorbitlawco
6、ntrollerinsystemdesign.UsetheperformanceofMATLABprocedureanalyticlsystemtoincludethestability,controllabilityandconsiderable.UseMATLABsoftwarewavetoInvertedpendulumsystemgoondebugandemulation,thussuccessfulrealizationwavetosimpleinvertedpendulumsystematicstabilitycontro
7、l.Keywords:invertedpendulum,controltheory,nonlinearcontrol,unstablesystem2直线一级倒立摆系统建模及控制策略研究目录第一章倒立摆控制系统概述………………………………………………………41.1什么是倒立摆控制系统…………………………………………………….41.2倒立摆系统的研究意义及其发展………………………………………….5第二章倒立摆系统的控制方案........................................62.1PID调节器控制.......
8、.........................................................................................62.2根轨迹法…………………………………
