一級直線倒立擺作為倒立擺家族中最為經(jīng)典的系統(tǒng),是一個多變量、強耦合、單入多出的系統(tǒng),因此對倒立擺控制系統(tǒng)的控制具備一定的復(fù)雜性。倒立擺系統(tǒng)對控制的實時性要求很高,傳統(tǒng)的倒立擺控制理論的控制精度已經(jīng)很難達到目前人們的需求,其控制的精度有待提升。為了改善對倒立擺控制系統(tǒng)的品質(zhì),提高倒立擺控制的控制精度,本文展開了基于改進型自抗擾控制的一級直線倒立擺控制系統(tǒng)研究。首先建立了系統(tǒng)的模型,包括:一級直線倒立擺的數(shù)學(xué)模型和驅(qū)動電機的位置角數(shù)學(xué)模型。其次研究了改進型自抗擾控制策略:從系統(tǒng)內(nèi)部非線性函數(shù)研究出發(fā),設(shè)計了零點平滑性和連續(xù)性更好的非線性函數(shù),為改進型擴張狀態(tài)觀測器和改進型非線性誤差控制率的設(shè)計奠定基礎(chǔ);基于該非線性函數(shù)設(shè)計了觀測性能更優(yōu)的改進型擴張狀態(tài)觀測器,將小車位置和擺桿角度分別擴張成兩個狀態(tài)并對擾動進行實時估計;基于該非線性函數(shù)設(shè)計了改進型非線性狀態(tài)誤差反饋率,將跟蹤微分器的跟蹤信號和擴張狀態(tài)觀測器的狀態(tài)進行非線性整合,為系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)輸出量;將設(shè)計的改進型自抗擾控制策略的跟蹤微分器、改進型擴張狀態(tài)觀測器和改進型非線性狀態(tài)誤差反饋率分別進行了仿真分析,證明了其良好的控制性能。然后結(jié)合一... 

【文章來源】：安徽工程大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 一級直線倒立擺的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自抗擾控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 自抗擾控制應(yīng)用于一級直線倒立擺的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文選題及結(jié)構(gòu)
第2章 一級直線倒立擺系統(tǒng)建模
    2.1 前言
    2.2 數(shù)學(xué)建模
        2.2.1 一級直線倒立擺的數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 Matlab建模分析
    2.3 一級直線倒立擺驅(qū)動電機建模
        2.3.1 建模分析
        2.3.2 仿真驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 自抗擾控制方法研究
    3.1 前言
    3.2 自抗擾的基本結(jié)構(gòu)及原理
    3.3 改進型自抗擾控制器設(shè)計
        3.3.1 非線性函數(shù)的設(shè)計
        3.3.2 跟蹤微分器的設(shè)計
        3.3.3 改進型擴張狀態(tài)觀測器的設(shè)計
        3.3.4 改進型非線性誤差反饋率的設(shè)計
        3.3.5 改進型自抗擾控制器
    3.4 本章小結(jié)
第4章 一級直線倒立擺改進型自抗擾控制系統(tǒng)研究
    4.1 前言
    4.2 一級直線倒立擺改進型自抗擾控制器的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.1 一級直線倒立擺自抗擾控制策略模型
        4.2.2 一級直線倒立擺跟蹤微分器設(shè)計
        4.2.3 一級直線倒立擺擴張狀態(tài)觀測器設(shè)計
        4.2.4 一級直線倒立擺非線性狀態(tài)誤差反饋率設(shè)計
    4.3 一級直線倒立擺改進型自抗擾控制仿真與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 一級直線倒立擺自抗擾控制實驗研究
    5.1 前言
    5.2 一級直線倒立擺驅(qū)動電機實驗?zāi)Ｐ?br>    5.3 一級直線倒立擺系統(tǒng)自抗擾控制實驗設(shè)計
        5.3.1 系統(tǒng)驅(qū)動電機跟蹤微分器設(shè)計
        5.3.2 系統(tǒng)驅(qū)動電機擴張狀態(tài)觀測器設(shè)計
        5.3.3 系統(tǒng)驅(qū)動電機非線性誤差反饋控制率設(shè)計
        5.3.4 系統(tǒng)驅(qū)動電機改進型自抗擾控制器設(shè)計
    5.4 交流伺服電機控制實驗研究
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文結(jié)論
    6.2 后續(xù)研究與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號：3153129