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倒立摆系统的分段变结构自举控制
引用本文:胡俊,黄辉先.倒立摆系统的分段变结构自举控制[J].机械与电子,2008(3):38-40.
作者姓名:胡俊  黄辉先
作者单位:1. 湘潭大学数学与计算科学学院,湖南,湘潭,411105
2. 湘潭大学信息工程学院,湖南,湘潭,411105
摘    要:首先给出了倒立摆系统的精确数学模型,然后通过分段变结构控制使摆杆摆起并达到最终平衡状态.在第1阶段,采用继电控制使摆杆平稳快速摆起;当摆杆摆动到平衡位置附近时切换到第2阶段,即采用李雅普诺夫直接法设计的变结构控制器,并通过饱和函数削弱变结构控制系统的抖振,实现对倒立摆的稳定控制.最后通过计算机仿真表明,变结构控制策略和控制算法良好地实现了一级倒立摆系统的自举控制,同时也证明了变结构控制方法在非线性系统控制方面的应用价值.

关 键 词:直线一级倒立摆  分段变结构控制  李雅普诺夫直接法  饱和函数  一级倒立摆系统  线性系统控制  分段变结构  Variable  Structure  Control  Segment  Based  Inverted  Pendulum  System  价值  应用  控制方法  控制算法  控制策略  算机仿真  稳定控制  抖振  控制系统  饱和函数  控制器  设计  直接法
文章编号:1001-2257(2008)03-0038-03
收稿时间:2007-11-13
修稿时间:2007年11月13

Swing up Control of Inverted Pendulum System Based on Segment Variable Structure Control
HU Jun,HUANG Hui-xian.Swing up Control of Inverted Pendulum System Based on Segment Variable Structure Control[J].Machinery & Electronics,2008(3):38-40.
Authors:HU Jun  HUANG Hui-xian
Abstract:First, a pendulum system is precise model of inverted given. And then, variable structure control method is used to swing up the pendulum stably and quickly. When the pendulum is about to the inverted balance position, swith to the variable structure controller which designed by Lyapunov direct method. At the same time, saturation function is adopted to reduce the system chatter. Finally, the effectiveness of the proposed controller is demonstrated by simulation and comparison studies.
Keywords:single inverted pendulum  segmentvariable structure control  Lyapunov direct method  saturation function
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