一种镇定倒立摆系统的新方法

在对倒立摆系统深入分析的基础上，应用振荡控制理论提出一种镇定倒立摆系统的新方法。通过在倒上摆支承点的垂直方向上加入一个零均值的高频振荡信号，改善了倒立摆系统本身的稳定性，使其在倒立位置附近成为一振荡稳定系统。理论分析和仿真研究表明这种方法是行之有效的，为研究倒立摆一类自不稳定系统开辟了一条新的途径。     

惯性盘倒立摆的部分变量镇定

设计控制律使惯性盘倒立摆的部分变量全局渐近稳定,部分变量全局渐近稳定到不变流形.设计方法为李雅普诺夫前推方法,稳定性分析则依据部分变量全局渐近稳定性判据.仿真验证了理论分析.     

惯性轮倒立摆的鲁棒镇定

用一个时滞状态反馈控制律镇定惯性轮倒立摆,不仅保证闭环系统全局渐近稳定,还允许闭环系统承受一定的时滞.将惯性轮倒立摆转化为存在高阶非线性的4维积分器链,然后设计一个明确规定了饱和度和时滞参数的饱和控制律.用简单方式证明了闭环的全局渐近稳定性.仿真表明设计是有效的.     

多重线性单输入系统的同时镇定

本文研究了多重单输入系统的同时状态反馈镇定问题，证明了r 1个单输入系统的同时镇空问题等价于r个系统用一个Hurwitz反馈向量同时镇定的问题，并对2个系统的情况给出了一个设计的例子。     

基于DSP的二轮小车-倒立摆系统

为了提高倒立摆运动的自由度,同时也提高了控制难度,以便实现更多的控制内容,利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的二轮小车—倒立摆系统。介绍了以DSP芯片TMS320LF2407为核心的二轮小车—倒立摆的硬件系统的开发,以及运用现代控制理论设计的控制软件,实现小车—倒立摆的倒立平稳控制和在小车—倒立摆保持倒立状态下的自由位置移动控制。控制结果表明了二轮小车—倒立摆系统的设计是成功的,原先的控制设想也是可行的。     

一种线性不确定系统状态反馈镇定控制器的设计方法

讨论线性不确定系统的镇定问题,得出了相应的状态反馈律的设计方法。该系统的参数不确定性是结构性的且值有界,其不确定性的描述更具实际意义。在不稳定性存在的情况下,所设计的控制器与Ｍｅｈｄｉ提出的控制器同样具有某种最优性,且其保守性低于文献〖１〗给出的结果。     

切换控制在倒立摆系统摆起和镇定中的应用

本文针对一级直线型倒立摆对象,基于非线性共振原理和线性二次型最优状态反馈控制,提出了一种基于状态的切换控制策略,实现了倒立摆的快速摆起和镇定。最后通过仿真实验表明,本文提出的方法对一级直线型倒立摆系统的摆起和镇定具有较好效果。     

具有输入时滞的随机前馈非线性系统的状态反馈镇定

针对一类具有输入时滞的随机前馈非线性系统, 首次研究了它的状态反馈镇定问题. 首先引入一个变量变换, 将其与齐次占优方法巧妙结合, 通过构造合适的 Lyapunov-Krasovskii 泛函, 设计了一个状态反馈控制器, 使得闭环系统的平衡点依概率全局渐近稳定.     

一种基于鲁棒性设计的一阶倒立摆双闭环控制方法

本文在利用牛顿运动定律建立起一阶倒立摆数学模型的基础上．对精确模型进行了工作点附近的线性化与降阶处理;以摆角为内环、小车位移为外环．利用鲁棒控制理论设计出确定参数(摆长L和摆杆质量m)下的内、外环PD控制器;数字仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于状态观测器的非线性相似组合大系统的镇定设计

研究了由非线性相似子系统经时变非线性互联而成的非线性组合大系统.首先,设计出该组合大系统的状态观测器,然后,给出一种基于此观测器所得的估计状态使整个大系统镇定的控制器设计方案,其结果表明相似结构能简化组合大系统的分析与设计.最后,将所得结论应用于轴盘传动系统,仿真结果表明所得方法的有效性.     

Decentralized control design of interconnected chains of integrators: A case study

We develop a constructive decentralized control design procedure for a class of systems that may be loosely described as chained integrators which are dynamically coupled. The design method is inspired by nested saturation control ideas and formulated by applying the singular perturbation theory. We demonstrate that the proposed design provides a Lyapunov function for an associated closed loop system from which semi-global stability may be deduced. Using the proposed idea, we design a semi-globally stabilizing control law for a four degree of freedom spherical inverted pendulum.     

非线性倒立摆系统的起摆和稳摆控制

介绍了基于数字信号处理器(DSP)控制直线型倒立摆系统的总体结构和工作原理,通过智能控制算法实现倒立摆的起摆控制。当摆杆的角度进入稳定区域时,通过线性二次型调节器(LQR)控制算法使摆杆稳定,并建立了电机电压与输出力矩之间的简单对应关系。实验表明,系统的稳定性好,抗干扰力强,而且采用DSP控制,有利于系统的小型化。     

Stabilization of discrete system zeros: An improved design

Stabilization of discrete system zeros has been previously achieved by providing a fixed pattern of inter-sampling time input which deviates from zero-order-hold. However, a fixed non-ZOH input creates several problems: indefinite fluctuation of the system output which causes a deterioration in performance, highly fluctuating input which accelerates actuator fatigue, and counter-acting control which increases demand for input energy. In this work, zero placement is achieved with a temporary non-ZOH input. This temporary input pattern, which converges asymptotically toward a ZOH input pattern, removes the problems associated with a fixed non-ZOH input design.     

一种改进的三级倒立摆变论域模糊控制器设计

在传统变论域模糊控制系统中, 论域随着输入的变化实时改变, 论域的反复调整降低了控制的实时性, 同时伸缩因子的函数结构和参数也不易确定. 基于上述问题本文设计了基于改进型变论域算法的三级倒立摆模糊控制器: 首先提出了相对变论域控制思想, 然后采用模糊逻辑推理器构造了伸缩因子, 实时调整输入变量, 从而相对性地改变论域大小, 避免了传统伸缩因子的函数结构和参数不易确定的问题, 并根据系统闭环响应曲线设计了控制 器输出调整因子. 最后采用极点配置方法对状态变量进行综合, 避免了规则爆炸问题. 三级倒立摆的仿真结果表明了该方法具有较好的控制效果.     

非线性倒立摆起摆和稳定控制研究

该文深入研究了直线倒立摆的摆起和稳定控制。通过两种方法对倒立摆非线性模型进行线性化得到线性化模型。第一种方法是利用微分几何李导数理论，对坐标和输入输出进行变换，然后在局部进行线性化得到一个线性化模型；另一种方法直接在平衡点附近进行线性化得到线性化模型。最后用MATLAB仿真和实物控制分别证明了能量反馈理论和稳定控制理论具有良好的控制效果，且通过Lie理论对系统进行坐标变换得到线性化模型比略去高阶项得到的线性化模型具有更好的鲁棒性和控制效果。     

一类前馈系统的鲁棒镇定

Two kinds of saturated controllers are designed for a class of feedforward systems and the closed-loop resulted is locally input-to-state stable and input-to-state stable, respectively. By the word "locally", it is meant that there are restrictions on the amplitude of inputs. At first, under the guidance of suitable energy functions, two kinds of saturated controllers are designed as locally input-to-state stabilizers for a class of perturbed linear systems, from which explicit gain estimations can be obtained for the subsequent design. Then under the conditions that two subsystems of the feedforward system are respectively of locally input-to-state stability and input-to-state stability, the small gain theory is used to determine saturated degrees for corresponding robust stabilizers. The stability proofs are given by using a new characterization of input-to-state stability that is based on the concept of ultimate boundedness. As an application, saturated controllers are designed for the partial dynamics of a certain inverted pendulum.     

Input-to-State Stabilization of Nonlinear Impulsive Delayed Systems: An Observer-Based Control Approach

This paper addresses the problems of input-to-state stabilization and integral input-to-state stabilization for a class of nonlinear impulsive delayed systems subject to exogenous disturbances. Since the information of plant’s states, time delays, and exogenous disturbances is often hard to be obtained, the key design challenge, which we resolve, is the construction of a state observer-based controller. For this purpose, we firstly propose a corresponding observer which is independent of time de...     

基于拉格朗日建模的单级倒立摆起摆与稳定控制

基于拉格朗日方法建立直线一级倒立摆系统的数学模型.采用能量反馈进行倒立摆的起摆控制,在平衡点附近切换并采用现代控制理论中的状态空间极点配置以实现稳定控制.仿真和实验结果表明该方法对单级直线倒立摆系统的起摆与稳定控制具有很好的效果.