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    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

    2016-10-18 16:07:52郭丙君
    科技視界 2016年22期
    關(guān)鍵詞:內(nèi)環(huán)被控廣義

    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)】

    [1]朱文凱,袁桂嫦,朱學(xué)峰.倒立擺的 PID 與 LQR 控制算法的對比研究[J].廣東自動化與信息工程,2006(2).

    [2]固高科技有限公司.倒立擺與自動控制原理實驗[M].深圳:固高科技有限公司,2005.

    [3]楊平,徐春梅,曾婧婧,蔣式勤,彭道剛.PID控制在倒立擺實時控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計算機信息(測控自動化),2006,22(7-1):83-85.

    [4]Bingjun Guo, Jinshou Yu, Generalized Common Model Control[J].Can. J. of Chemical Engineering,2005,6,83(3):599-602.

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