基于lqr的二阶直线倒立摆控制系统设计论文-毕设论文.doc

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1、学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月IV基于LQR的二阶直线倒立摆控制系统设计摘要：倒立摆系统是一个典型的多变量、非线性、强耦合和快速运动的高阶不稳定系统，它是检验各种新的控制理论和方法有效性的典型理想模型。在对其控制过程中，能有效地反映诸如镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多关键问题。本文以固高科技生产的直线二级倒立摆为研究对象，推导建立了该倒立摆系统的数学模型，并对其系统性能进行了分析。然后采用了PID控制

2、方法和LQR(linearquadraticregulator）控制方法，对其系统进行了稳定性控制。仿真结果表明LQR比PID控制器的效果更好。并依据Q、R矩阵的物理意义以及多次试验的结果，给出了一组较好的Q、R参数矩阵。关键词：二级倒立摆；LQR控制；PID控制IVSecond-orderLinearInvertedPendulumControlSystemBasedonLQRAbstract:Theinvertedpendulumsystemisatypicaladvancedunstables

3、ystem,whichismulti-variable,nonlinearandstrong-couplingwitharapidmovement.Itisanidealmodeltotestalltheoriesaboutcontrollingandthevalidityofthemethod.Inthecontrollingprocess,itcaneffectivelyreflectmanykeyissues,suchasstabilization,robust,follow-upandtra

4、ck,etc..Thethesistriestoderiveandestablishthemathematicalmodelofthisinvertedpendulumsystemandanalyzeitspropertiesindetail,regardingthehigh-techdoublelinearinvertedpendulumastheresearchtarget.Thesystemiscontrolledwithstabilitybasedonthecontrollingmethod

5、sofPIDandLQR(linearquadraticregulator).TheresultsshowthatLQRhasabettereffectthanPIDcontroller.AccordingtoQ,Rmatrixphysicalmeaningandmanyexperiments,agroupofgoodQ,Rparametermatrixwillbegiven.Keywords：Second-orderinvertedpendulum；LQRcontrol；PIDcontrolIV目

6、录摘要.............................................................................................................................................IAbstract...................................................................................................

7、.................................II目录...........................................................................................................................................III1绪论......................................................................

8、....................................................................11.1引言......................................................................................................................................11.2倒立摆设备简介.................