繩系體穩(wěn)定性及控制研究.pdf

1、繩系體系統(tǒng)在水下拖拽、繩系衛(wèi)星、工業(yè)吊裝等系統(tǒng)中比比皆是,繩系體系統(tǒng)是一個典型的非線性系統(tǒng),對其進(jìn)行動力學(xué)和穩(wěn)定性的研究具有重要意義。
　　 本文運用Lagrange方程建立了繩系體系統(tǒng)非線性動力學(xué)方程?；谛[角假設(shè),將系統(tǒng)運動微分方程在平衡位置附近線性化,研究了系統(tǒng)的面內(nèi)和面外控制的穩(wěn)定性。采用LQR控制方法,設(shè)計線性二次型最優(yōu)控制律分別作用于系統(tǒng)的變幅運動和回轉(zhuǎn)運動。數(shù)值仿真表明,線性二次型最優(yōu)控制律對系統(tǒng)的面內(nèi)和面外運動

2、均具有良好的控制效果。采用面內(nèi)(變幅)運動控制實驗裝置,用數(shù)字化的控制系統(tǒng)對系統(tǒng)做實時控制,驗證最優(yōu)控制方法,實驗獲得了預(yù)期的控制效果。
　　 針對實驗中發(fā)現(xiàn)的非理想受控的現(xiàn)象,對線性化系統(tǒng)進(jìn)行魯棒控制分析.在線性化的系統(tǒng)基礎(chǔ)上,針對面內(nèi)系統(tǒng),考慮擺球質(zhì)量、摩擦力和角度測量的不確定性,并對系統(tǒng)輸出和作動器控制力做出評價分析,設(shè)計了μ控制器。利用實驗裝置對魯棒控制方法進(jìn)行驗證,對控制器的性能進(jìn)行考核。實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的μ控制器