一類欠驅動機械系統的鎮(zhèn)定與跟蹤控制研究.pdf

1、所謂欠驅動系統,是指獨立的控制輸入維數少于系統自由度的一類系統,其本質為非線性系統.倒立擺系統作為一類典型的欠驅動系統,具有廣泛的物理和工程背景.許多控制算法在實際系統的驗證如控制系統的穩(wěn)定性、可控性、系統收斂速度和系統抗干擾能力等,都可以通過倒立擺系統模型來驗證并直觀的表現出來,因此倒立擺系統的研究具有重要的理論意義,尤其是對推動非線性控制理論的發(fā)展具有重大的實際應用價值.國內外學者通過不斷努力對其控制方法拓展創(chuàng)新,至今已獲得了許多豐

2、富的研究成果.
　　本文在已有研究成果的基礎上針對倒立擺的特殊形式單級旋轉倒立擺、旋轉平行倒立擺進行研究,主要工作如下：
　　1.倒立擺系統的定性分析
　　旋轉倒立擺是倒立擺系統的一種,其特性與控制方法等與其它種類的倒立擺具有很大的相似性,故本部分首先對倒立擺系統進行定性分析,為接下來研究問題的引入奠定基礎.
　　2.單級旋轉倒立擺的抗擾消擺控制
　　本部分主要貢獻為在系統帶有未建模動態(tài)或未知擾動的情況下,

3、提出了基于滑模的無需精確物理參數的自適應控制方法.該方法擺脫了必須獲得系統精確模型的依賴,使得提出的控制方法更具實用性與可推廣性.首先通過對系統模型引入部分反饋線性化與非奇異坐標變換,進而導出誤差動態(tài),最終設計非線性積分滑?？刂破?系統誤差動態(tài)的收斂性分析可證明提出的控制律既可使旋臂轉到目標位置也能夠實現擺桿的豎直控制,且整個過程中閉環(huán)系統信號均有界.系統仿真驗證了控制器的有效性.
　　3.旋轉平行倒立擺基于能量的穩(wěn)定控制研究