多級(jí)倒立擺系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制研究.pdf

1、倒立擺是一種嚴(yán)重非線性,欠驅(qū)動(dòng)自然不穩(wěn)定系統(tǒng),對倒立擺的研究涉及到控制科學(xué)中處理復(fù)雜對象的關(guān)鍵技術(shù)?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制因其在對待匹配的不確定性和外部干擾具有絕對的魯棒性和自適應(yīng)性,是當(dāng)今控制領(lǐng)域被研究者較為關(guān)注和研究的控制方法。將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用到倒立擺系統(tǒng)的控制當(dāng)中進(jìn)行算法研究有著極其重要的意義和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上,基于倒立擺系統(tǒng),對滑模變結(jié)構(gòu)控制的若干問題進(jìn)行了較為深入的研究,具體包括:
　　1)介紹滑

2、模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理,討論了滑模變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩個(gè)重點(diǎn)是切換函數(shù)的選擇和控制律u的獲取。闡述了影響變結(jié)構(gòu)控制的重要障礙——抖振。另外介紹了變結(jié)構(gòu)控制被應(yīng)用的領(lǐng)域。
　　2)運(yùn)用經(jīng)典力學(xué)方法建立了一級(jí)倒立擺的系統(tǒng)模型,針對其特點(diǎn),運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法進(jìn)行了自舉控制和抗干擾控制測試和仿真,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明變結(jié)構(gòu)對倒立擺系統(tǒng)控制的有效性;運(yùn)用拉格朗日方法建立了二級(jí)倒立擺的系統(tǒng)模型,對其進(jìn)行了變結(jié)構(gòu)平衡控制,干擾測試表明二級(jí)倒立擺能恢

3、復(fù)穩(wěn)態(tài)。
　　3)為了降低滑?？刂频亩墩瘳F(xiàn)象,將模糊控制與變結(jié)構(gòu)控制互相結(jié)合,詳細(xì)介紹了模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制方法的設(shè)計(jì)步驟,并做了性能測試。通過例子驗(yàn)證模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制方法在系統(tǒng)具有不確定性和外部干擾較大時(shí),比傳統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制方法具有更好的控制性能,抖振情況有較大的降低,魯棒性增強(qiáng)。
　　4)針對二級(jí)倒立擺的穩(wěn)定控制問題,提出了一種基于克隆選擇算法的自適應(yīng)模糊滑模控制方法。該方法利用克隆選擇算法優(yōu)化模糊變量的隸屬度函數(shù)曲線,采