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科技论文20091.doc自动化工程学院毕业设计(论文)
科技论文
学生姓名: 龚著明学号: 0573513
专业: 自动化
论文题目: 倒立摆控制系统的研究
现状与进展
指导教师: 王恭


2009年 6 月 12 日
倒立摆控制系统的研究现状与进展
龚著明
(东北电力大学,吉林省,吉林市,132012)
摘要:倒立摆系统作为一个经典的控制理论研究平台,是将理论应用于实际的理想实验平台。阐述了倒立摆系统的发展与研究现状。总结归纳了国内外一些算法在倒立摆稳定控制中的应用,比较了线性控制、预测控制及智能控制等方法之间的优劣,并探讨了发展趋势。
关键词:倒立摆;线性控制;预测控制;智能控制;发展趋势
Present Status and Prospect of
the Inverted Pendulum Control System
Gong ZhuMing
(School of Automation Engineering, Northeast Dianli University, Jilin 132012, China)
Abstract: In this paper, as a typical controlled system, the inverted pendulum is always the ideal research platform from theory to practice. The development was expounded mainly. The research and application of inverted pendulum on the stable control at home and abroad was summarized, the main control methods, such as the linear control, predictive control and intelligent control pared, and the development trend was discussed.
Keywords: Inverted pendulum; linear control; predictive control; intelligent control; development trend
1引言
自动控制自从其产生以来,广泛地应用在工业、农业、交通运输和国防各个方面,凡是控制性能要求较高的场合,都离不开自动控制。倒立摆系统作为研究控制理论的一种典型的实验装置,具有成本低廉,结构简单,物理参数和结构易于调整的优点。然而倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性,是一个绝对不稳定系统,必须采用十分有效地控制策略才能使之稳定。倒立摆系统是研究变结构控制,非线性控制,目标定位控制,智能控制等控制方法理想的试验平台[1]。
研究倒立摆系统除了较强的理论意义,同时还具有广泛的实践意义。控制理论中许多抽象的概念如稳定性,能控性,快速性和鲁棒性,都可以通过倒立摆系统直观的表现出来,同时其动态过程与人类的行走姿态类似,其平衡与火箭的发射姿态调整类似,因此倒立摆在研究双足机器人直立行走、火箭发射过程的姿态调整和直升机飞行控制领域中