基于LQR最優調節器的平面二級倒立擺的建模與仿真.pdf

《基于LQR最優調節器的平面二級倒立擺的建模與仿真》講解了倒立擺控制系統作為典型的高階次、不穩定、多變量、非線性和強耦合系統的特點。文章通過研究分析平面二級倒立擺控制系統的數學模型，使用線性二次型最優調節器（LQR）實現對二級倒立擺的最優控制。文中詳細描述了擺桿的空間幾何建模，包括定義平臺運動部分及擺體支座質量、擺桿長度和質量等參數，并利用拉格朗日方程推導系統的動力學方程。通過對廣義坐標和動能、勢能的計算，建立了系統的總動能和總勢能表達式，從而形成倒立擺系統的完整數學模型。在此基礎上，應用LQR最優調節器進行狀態空間設計，以確保系統的魯棒穩定性和快速響應。MATLAB仿真結果驗證了該方法的有效性，表明采用LQR最優調節器可以較好地解決二級倒立擺控制中的復雜問題。

《基于LQR最優調節器的平面二級倒立擺的建模與仿真》適用于自動控制領域的研究人員和技術人員，尤其是那些專注于高階次、不穩定系統的控制策略開發的專家。該文檔對于從事機械工程、自動化控制理論教學以及實驗設備研發的專業人士具有重要參考價值。它不僅提供了詳細的理論分析，還給出了具體的數學模型和仿真驗證，有助于理解和掌握如何利用LQR最優調節器來改善復雜動態系統的性能，同時也為相關領域的教育和科研工作提供了寶貴資料。