线性自抗扰控制在倒立摆系统的实现.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．10电气传动2014年第44卷第lO期线性白抗扰控制在倒立摆系统的实现高强。，陈莎莎，李毅(1．天津理工大学自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384；2．南开大学天津市智能机器人技术重点实验室，天津300071)摘妻：针对自抗扰控制技术的实际应用以及对单人双出欠驱动系统的控制能力问题，结合自抗扰控制器不依赖系统模型，通过扩张观测器观测系统输入输出状态，估计并补偿系统误差来消除误差的控制特性，提出一种采用双LESO的LADRC控制方法。通过同时观测并估计补偿系统总扰动误差的方法，结合双

2、PD控制器共同作用的控制律，实现对倒立摆系统的稳定控制。仿真实验表明该方法不仅对倒立摆摆杆角度和小车位移都能起到很好的稳定控制效果，同时比传统自抗扰控制器简化了参数调试的问题。实时控制结果更加说明了该方法的有效性及良好的鲁棒性。关键词：自抗扰控制技术；线性扩张观测器；倒立摆系统；实时控制中图分类号：TP273文献标识码：AApplicationofLADRConInvertedPendulumSystemGAOQiang，CHENSha-sha。，LIYi(1．TianjinKeyLaboratoryforControlTheory&Applicationsi

3、nComplicatedSystems，SchoolofElectricalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China；2．TianjinKeyLaboratoryofIntelligentRobotics，NankaiUniversity，Tianfin300071，China)Abstract：Aimingtheproblemoftheapplicationofactivedisturbancerejectioncontrol(ADRC)andtheproblemtodealw

4、iththeunderactuatedsystemwiththeoneinputdoubleoutputsystem，anewmethodtakinguseofthedoublelinearextendedstateobserver(LESO)linearactivedisturbancerejectioncontroller(LADRC)wasproposed，whichiScombiningwiththecharacteristicsofmodelindependentandeliminatingandcompensatingthetotaldisturb

5、anceerrorbyobservingthestateofsysteminputandoutput．Throughthemethodbothtoobserveandeliminatethesystemtotaldisturbanceerroratthesametime，thestabilitycontrolofinvertedpendulumwasrealizedbycombiningthedoublePDcontroller．Simulationresultsshowthattheproposedmethodnotonlycancontrolthepend

6、ulumangleandthecardisplacementbutsimplifiesthetuningprocess．Real-timecontrolresultsfuahershowtheeffectivenessandthebetterrobustnessoftheproposedmethod．Keywords：activedisturbancerejectioncontrol(ADRC)；linearextendedstateobserver(LESO)；inveaedpendulum：rea1．timecontrol倒立摆系统是_个高阶次，不稳定，强

7、耦合，结构能够实现良好的控制品质D]。大量的数字仿多变量的非线性系统，因此被控制领域专家学者真研究证明自抗扰技术具有超调小、响应速度当作典型对象进行科学理论研究n]。快、精度高、抗干扰能力强及算法简单等特点。自抗扰控制技术(ADRC)是一种不依赖系采用自抗扰控制技术可以实现对倒立摆摆统模型的控制技术，能实时估计并补偿系统在运角的良好控制]。通过增加一个跟踪微分器和增行过程中受到的各种外扰以及系统本身决定的加一个被控变量控制律方法的自抗扰控制方法，内扰的总和作用的影响，结合特殊的非线性反馈可以仿真实现倒立摆小车在给定位置上的稳定基金项目：天津市中青年骨干创新人才

8、培养计划项目(20130830)作者简