基于微分平坦的旋转倒立摆双闭环抗扰PID控制

作     者：程前 李赫然 聂卓赟 邵辉 郑义民 Cheng Qian;Li Heran;Nie Zhuoyun;Shao Hui;Zheng Yimin

作者机构：华侨大学信息科学与工程学院厦门361000 鹤壁产业技术研究院鹤壁458031 

基　　金：福建省自然科学基金(2019J01053 2022J01295)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2022年第43卷第9期

页      码：284-291页

摘      要：针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统,提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰PID控制方法。首先,建立倒立摆的非线性动力学模型,利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性;然后,结合微分平坦理论,设计倒立摆平坦输出,重构系统平坦状态,并建立平坦状态与角度输出之间的转化关系,克服倒立摆的非最小相位影响;进一步,针对微分平坦系统,设计抗扰PID双闭环控制结构和带宽化调节方法,在主动抗扰机制下实现对摆杆角度与悬臂角度的精准控制;最后,通过仿真与实验,验证所提方法的有效性和实用性。所提方法为欠驱动系统提供了一种结构简单、抗扰能力强的控制方案。

主 题 词：旋转倒立摆 微分平坦 不稳定零动态 抗扰PID 欠驱动 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 081102[081102] 071102[071102] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2209788

馆 藏 号：203114851...