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平面倒立摆建模与最优控制算法的研究
引用本文:杜海英,陈晓云,王娟,金明珠.平面倒立摆建模与最优控制算法的研究[J].微计算机信息,2010(34).
作者姓名:杜海英  陈晓云  王娟  金明珠
作者单位:大连理工大学电信学院;大连民族学院机电信息工程学院;
基金项目:基金申请人:王娟;基金项目名称:受约束系统的鲁棒输出反馈控制方法研究与应用;基金颁发部门:辽宁省教育厅项目(2009B050)
摘    要:倒立摆系统是一个多变量、非线性、高阶次、强耦合、欠驱动的自然不稳定系统,是自动控制理论教学和研究中典型的物理模型。本文以平面倒立摆系统为研究对象,使用拉格朗日方程建立了多级平面倒立摆的数学模型。采用线性二次最优控制算法,分别设计了LQR及LQR-模糊控制器,实现平面多级倒立摆的平衡控制,结论证明了本文设计的LQR控制器有很好的稳定性、鲁棒性和适应性。

关 键 词:平面倒立摆  线性二次最优控制  拉格朗日方程  

Modeling And Research of Optimal Control Algorithm On Planar Inverted Pendulum
DU Hai-ying ZHANG Tao WANG Juan JIN Ming-zhu YAO Jin-mei DU Hai-ying.Modeling And Research of Optimal Control Algorithm On Planar Inverted Pendulum[J].Control & Automation,2010(34).
Authors:DU Hai-ying ZHANG Tao WANG Juan JIN Ming-zhu YAO Jin-mei DU Hai-ying
Affiliation:DU Hai-ying ZHANG Tao WANG Juan JIN Ming-zhu YAO Jin-mei(Dept. of Electronic Engineering,Dalian University of Tech-nology,Dalian Liaoning 116023,China) DU Hai-ying(Dept. of Electromechanica Engineering & Information,Dalian Nationalities University,Dalian Liaoning 116600,China)
Abstract:The inverted pendulum is characterized as a typical nonlinear,high order,strong coupling,underactuated and unstable absolutely system. Is the typical physical model in teaching and research of automatic control theory. As planar inverted pendulum system for the research object,The Lagrangian equations are chosen to establish the nonlinear mathematical model of the single,doubleand triple inverted pendulum system,Based on optimal control theory,linear quadratic optimal regulator (LQR) control algorithm isdes...
Keywords:Planar Inverted Pendulum  Linear Quadratic Optimal Regulator  Lagrangian equations  
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